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[发明专利]一种基于微盘谐振器的常系数可调全光微分方程求解器-CN202310499946.6在审
发明人：郭鹏星;周佳豪;刘志远;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学空间通信研究院
申请日： 2023-05-05 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G06F17/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微盘谐振器的常系数可调全光微分方程求解器，包括输入模块、求解模块和输出模块。输入模块包括可调谐激光器、偏振控制器、强度调制器以及掺铒光纤放大器；求解模块包含一个上下载型微盘谐振器以及在微盘谐振器的圆盘形微腔上嵌入的一层光学非易失存储材料Ge2Sb2Te5(GST)。所述输出模块包括掺铒光纤放大器、衰减器以及通信信号分析仪。输入模块通过向求解模块的输入端注入大功率光脉冲信号来调控圆盘形微腔上的GST材料的晶化度，以确定系数k值；再向求解模块注入发生谐振的低功率光脉冲信号完成求解，并通过输出模块观测不同求解系统的输出波形。本发明采用微盘谐振器可以增大常系数k值的调谐范围，采用GST材料可以实现非易失性。
一种基于谐振器系数可调微分方程求解

[发明专利]一种支持存算一体及波长-模式混合复用的光学矩阵乘法器-CN202210663150.5有效
发明人：郭鹏星;周牛杰;孙巍;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H04J14/02 文献下载
摘要：本发明请求保护一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器结构，来解决神经网络加速器中矩阵运算的功耗较大及运算吞吐量受限的问题。首先，采用非易失相变材料GST与无源MR组成存算一体光学点积计算引擎。其中微环谐振器用于实现对不同波长光信号的引导，权重存储在集成与光波导上的GST中，使得光在传输的过程中完成数据的读取与计算，从而提高计算速率、降低能耗。此外，搭建支持波长和模式混合复用的矩阵乘法器，通过将不同波长和模式的数据作为独立的信号载体同时输入到矩阵中进行乘加运算，从而提高并行计算规模。本发明有望实现大规模、低功耗的光学矩阵乘法器，以满足数据量爆发式增长的驱动下对高性能计算硬件的需求。
一种支持一体波长模式混合光学矩阵乘法器

[发明专利]一种基于马赫-曾德尔干涉仪和非易失性相变材料的光子矩阵乘法器-CN202310052577.6有效
发明人：郭鹏星;游正容;邓玉宝;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2023-02-02 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G06F7/523 文献下载
摘要：本发明属于光子信号处理技术领域，具体涉及一种基于马赫‑曾德尔干涉仪和非易失性相变材料的光子矩阵乘法器，包括：设置的光源、带非易失性变相材料的马赫‑曾德尔干涉仪、激光探测器，所述设置的光源、带非易失性变相材料的马赫‑曾德尔干涉仪、激光探测器依次相连；本发明提出一种基于马赫‑曾德尔干涉仪和非易失性相变材料的光子矩阵乘法器与基于电光效应或热光效应的移相器相比，具有零静态功耗的优点。
一种基于马赫曾德尔干涉仪非易失性相变材料光子矩阵乘法器

[发明专利]一种基于无源反射超表面的混合无线片上光网络架构-CN202310658106.X在审
发明人：郭鹏星;王子默;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学空间通信研究院
申请日： 2023-06-05 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H04W40/32 文献下载
摘要：本发明属于光信号处理领域，具体涉及一种基于无源反射超表面的混合无线片上光网络架构，包括对片上光网络进行分簇，每个簇内设置一个中心节点和多个其他节点，簇内中心节点包括激光收发射装置，网络拓扑上方设置有无源反射超表面，簇内其他节点安装有光路由器，节点之间通过有线连接的方式进行连接，每个中心节点之间通过激光收发射装置和有无源反射超表面进行通信；本发明通过利用无源反射超表面技术实现了时延小、插入损耗低、跳数少的片上光网络，本发明在网格拓扑基础上，引入无源反射超表面，不需要经过多跳来实现中心节点之间的连接，只需在相应的位置放置超表面，经过激光器发射角度的调节，便可以达到对应的目标节点，从而提高可扩展性。
一种基于无源反射表面混合无线上光网络架构

[发明专利]一种新型三维片上光网络架构及路由方法-CN202211674182.1在审
发明人：杨雨菲;郭鹏星;何香玉;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H04Q11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型三维片上光网络架构及路由方法，所述架构包括每个IP核同时连接两个物理位置相互垂直光路由器的拓扑结构3D DCMesh和六端口全互连无阻塞光路由器Rax。所述路由方法SLFXY可以契合3D DCMesh架构，提供较短的光传输路径。由此，在具有三维网络结构相关优势的同时，还可以减少垂直方向上的信号串扰和损耗以及光传输路径长度，缩小了芯片面积，减少资源消耗，实现低损耗、低串扰，高信噪比的数据传输。
一种新型三维上光网络架构路由方法

[发明专利]一种便携式体育器材激光打标机-CN202310361542.0在审
发明人：刘易斯;侯维刚 -专利权人：西安航空学院
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： B23K26/362 文献下载
摘要：本发明属于激光打标技术领域，尤其为一种便携式体育器材激光打标机，包括激光打标机主体，所述激光打标机主体上固定安装有调距座，所述调距座远离激光打标机主体的一侧安装有用于固定在圆柱体器材上的两个旋转组件，所述旋转组件包括呈矩形分布的四个夹持机构，两个旋转组件的一侧安装有圆柱体器材外侧进行清洁的刮扫机构，两个旋转组件的另一侧安装有地打标时产生的烟雾进行吸收的除烟机构。本发明整个装置结构小巧便于携带；通过两个旋转组件能够夹持住圆柱体器材的外侧，使得激光打标机主体距离圆柱体器材外侧的距离始终保持不变，从而方便激光打标机主体对圆柱体器材的外侧进行激光打标操作。
一种便携式体育器材激光打标机

[发明专利]一种卷积神经网络加速器的前向传播计算加速方法-CN202010484509.3有效
发明人： 侯维刚;何香玉;巩小雪;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2020-06-01 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G06N3/0464 文献下载
摘要：本发明涉及通信技术，特别涉及一种卷积神经网络加速器的前向传播计算加速方法，所述加速器包括上位机和FPGA模块，其中FPGA模块设置有两个端口，这两个端口分别按照奇数行、偶数行的规则读取上位机训练得到的M×M个权重、以及图片大小为M×M像素的像素信息；本发明与现有技术相比抛开数据上传云端的限制，减轻计算压力，并且本发明采用的FPGA模块作为可编程逻辑器件，拥有丰富计算逻辑、高灵活性和可扩展性、开发周期短、低能耗以及易修改等优势。
一种卷积神经网络加速器传播计算加速方法

[发明专利]基于微环阵列和GST的光子数模转换器及调控方法-CN202210002417.6有效
发明人：郭鹏星;赵鹏;侯维刚;郭磊;刘志远 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-01-04 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G02F7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微环阵列和相变材料的光子数模转换器及调控方法，首先，该结构使用连续激光源产生N个不同波长的光信号，经过波分复用，通过微环谐振器阵列。微环谐振器阵列由N个微环谐振器组成，将N比特的数字信号映射为这N个不同波长的光信号功率。另外，通过将Ge2Sb2Te5(GST)材料嵌入光波导中，改变光波导的透射率以此来赋予光信号权重。GST材料高度灵活，具有可编程性，因此在赋予权重的基础上，还能够补偿由于微环谐振器电光调谐导致的功率损耗，大大降低了光子数模转换器的转换误差。本发明有望应用于全光网络以及电光结合网络等，促进一些具有带宽要求的系统的发展。
基于阵列 gst 光子数模转换器调控方法

[发明专利]基于微环谐振器和光学非易失存储材料的光时域微分器-CN202210540398.2在审
发明人：郭鹏星;余思静;侯维刚;郭磊;赵鹏 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：本发明请求保护一种基于微环谐振器和光学非易失存储材料的光时域微分器，来解决目前基于微环谐振器的光时域微分器的易失性问题。包括一个直波导与一个环形波导，在所述环形波导上具有Sb2Se3材料层，通过调节直波导自耦合系数与环形波导损耗系数的大小确定微分阶数。相比于基于等离子色散效应和热光效应的微环微分器，硅与相变材料Sb2Se3相结合具有低功耗，响应速度快，制造成本低等优势，最重要的是相变材料Sb2Se3具有非易失性，避免了静态功耗的产生，且其对光吸收损耗小，有利于扩展。本发明有望应用于光子信号处理领域，促进暗孤子探测、光传感、光脉冲整型以及超高速编码等多个应用的发展。
基于谐振器光学非易失存储材料时域微分

[发明专利]一种自由空间光数据中心网络架构、拓扑重构系统和方法-CN202210373105.6在审
发明人：尹欣;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-04-11 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： H04Q11/00 文献下载
摘要：本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种自由空间光数据中心网络架构、拓扑重构系统和方法，数据中心网络架构中包括N台服务器、M个机柜、偏振控制器、1×2耦合器和超表面自由空间光交换器，每个机柜内有N/M台服务器，每台服务器具有一个偏振控制器和一个1×2耦合器，所述网络架构提高了服务器短距高速密集信息交换能力，还能够实现高带宽传输速率和低网络能耗；重构系统包括基于LSTM的流量预测模块、重构触发判决模块和拓扑生成模块，该系统及基于系统的重构方法能够有效提升网络带宽，实现更高的网络资源利用率，充分提高自由空间光数据中心架构的性能表现。
一种自由空间数据中心网络架构拓扑系统方法

[发明专利]波长-模式混合复用的片上光交换网络架构及路由算法-CN202010468421.2有效
发明人：郭鹏星;侯维刚;郭磊;孙巍 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2020-05-28 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： H04Q11/00 文献下载
摘要：本发明请求保护一种基于波长‑模式混合复用的片上光交换网络架构及路由算法，来解决现有片上光交换网络中交换规模及容量受限的问题。该架构采用片上波长‑模式混合复用技术来提高网络的交换能力。首先，利用微环谐振器设计了片上波长分配模块、模式选择和复用模块以实现任意波长、模式之间的分配与复用。之后，设计了波长模式混合复用的2×2光交换模块，并将这些模块以无阻塞的Benes拓扑进行级联形成一种可扩展的片上光交换网络架构。最后，为保证各处理器核的数据能够在所发明的架构中高效有序的互连，提出适合该架构的路由策略。本发明有望实现大规模的片上光交换网络，以应对即将到来的千核系统的挑战。
波长模式混合上光交换网络架构路由算法

[发明专利]一种融合视频文本内容的视频流行度先验预测方法-CN202210246968.7在审
发明人：任威;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明涉及计算机应用技术领域，涉及一种融合视频文本内容的视频流行度先验预测方法；所述方法包括获取视频数据，提取出视频文本内容，按照播放量进行流行度分类；提取出关键词并向量化；计算出当前作者发布的待预测视频的词向量与其他作者发布的视频的词向量的相似度；选择排名靠前的K个视频作为第一相关视频，选择待预测视频的作者最近发布的Z个视频作为第二相关视频，并分别计算出对应属性流行度数值特征的均值；将相关视频的流行度数值特征的均值再次求平均，生成属性特征；将待预测视频相关视频的属性特征以及对应的流行度分类，利用基于决策树的随机森林算法预测出待预测视频的先验流行度。
一种融合视频文本内容流行先验预测方法

[发明专利]一种基于LSTM神经网络的片上光网络热点预测方法-CN202210237289.3在审
发明人：仇星;郭鹏星;侯维刚;何香玉 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-03-11 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G06N3/04 文献下载
摘要：本发明请求保护一种基于LSTM神经网络的片上光网络热点预测方法，通过对片上光网络中每个节点的流量值进行清洗、归一化和划分后获取训练数据与测试数据；为适应片上光网络中具有多节点特征搭建了一种多输入输出LSTM神经网络模型，并将训练数据输入该模型进行训练；得到训练模型后再将数据输入到该模型得到每个节点的预测流量值。相比较传统的建模方法来说，LSTM神经网络具有自学习与自适应强等特点，因此可以利用该特点分析并预测网络中节点的热点变化情况。相比较当前比较典型的预测模型循环神经网络(RNN)和门循环单元(GRU)来说，本模型的均方误差分别降低了8.57％与15.7％，拟合度分别提高了3.35％和1.73％。
一种基于 lstm 神经网络上光网络热点预测方法

[发明专利]一种基于视频流行度先验预测的边缘缓存优化方法-CN202210246553.X在审
发明人：任威;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： H04N21/231 文献下载
摘要：本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种基于视频流行度先验预测的边缘缓存优化方法；所述方法包括通过上传视频时的文本信息，提取出视频关键词，然后通过视频关键词的相关性去找到其相关的视频，利用相关视频的流行度，综合估计待预测视频的流行度；将视频与不同基站下用户的兴趣进行匹配，以此建立不同基站下全局的用户兴趣值，针对不同的视频流行度在不同基站下的用户感兴趣值不同，结合用户获取时延进行缓存决策，通过建立时延最小优化问题并求解，从而实现最大化资源的同时减小用户的获取时延；使得本发明能够有效对边缘缓存进行优化。
一种基于视频流行先验预测边缘缓存优化方法

[发明专利]一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统及调谐方法-CN202111578363.X在审
发明人：何香玉;郭鹏星;侯维刚;郭磊 -专利权人：重庆邮电大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：本发明请求保护一种基于神经网络的微环谐振器热稳定系统及其调谐方法，其包括：微环谐振器、与微环绝对温度成比例(Proportional To Absolute Temperature，PTAT)温度传感器、神经网络处理器以及微加热器，其中微环谐振器与PTAT温度传感器相连接，PTAT温度传感器与神经网络处理器相连接，神经网络处理器通过反馈回路与微加热器相连接，所述微加热器置于微环谐振器的耦合器下方；PTAT温度传感器实时测量微环谐振器的温度，神经网络处理器通过学习微环谐振器温度与加热器电压间先验关系样本，使用梯度下降法优化表征热调谐误差精度的损失函数值，从而得到实时温度下的加热器电压，所述加热器施加此加热电压以调节微环温度，保持微环谐振器热稳定。
一种基于神经网络谐振器稳定系统调谐方法

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