[发明专利]一种基于分数阶多时滞忆阻神经网络的VDES通信方法

说明书

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于分数阶多时滞忆阻神经网络的VDES通信方法。该方法包括如下步骤：构建基于二维分数阶多时滞忆阻神经网络的驱动网络；构建二维分数阶多时滞忆阻神经网络的响应网络；设计所述使得驱动网络和响应网络达到同步的同步控制器；选择信号传输的信道，确定信道中固有的噪声n(t)；在发送端对所述待发送的明文信号进行加密；发送所述密文信号s(t)；发送的密文信号经信道传输后叠加所述信道固有的噪声；在接收端对所述接收到的接收信号进行解密。该技术方案可以克服现有保密通信技术复杂度低、安全性较差的不足。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于分数阶多时滞忆阻神经网络的VDES通信方法。

背景技术

近年来，随着海事通信需求的日益增加，传统的AIS(Automatic IdentificationSystem，船舶自动识别系统)已经不能满足所需。高密度大容量的通信时常会让AIS系统数据链路超负荷使用，导致信息拥塞等问题出现，严重影响海上航行安全。为了解决这个问题，VDES(Data Exchange System，甚高频数据交换系统)这个概念被提出。它作为AIS系统的升级，在VHF频段上剧本更快和更强的数据交换能力。但是，满足了多功能通信需求的同时，数据安全也被关注起来，尤其在涉及军事的海上通信领域，实现数据的保密通信刻不容缓。目前，在AIS和VDES中的保密通信还不是很完善。但在寄予厚望的VDES系统中，信息的安全与保密通信显得更为重要。VDES一方面要满足于海上多业务多功能的应用需求，另一方面还要满足海事通信的高安全性和高可靠性。

在已有的保密通信方案中，混沌保密通信方案是比较流行的。混沌被认为是继相对论和量子力学后的第三次重大革命，由于同步系统产生的混沌信号有宽带、难以预测的类噪声特性，并且其混沌特性的背后蕴含着有序性，这为保密通信、图像处理和模式识别等方面提供了新的思路。1971年，加州大学伯克利分校的蔡少棠教授根据电路基本变量组合完备性原理，从理论上构思和预测了描述电荷与磁通的关系元器件存在，并命名为忆阻器。2008年，惠普实验室研究人员在交叉存储阵列中观察到纳米级交叉点器件的忆阻行为，引起了人们对忆阻器的全方位研究。自此，有人将忆阻器应用到神经网络的设计当中。由于忆阻器的非易失性，采用忆阻构造的神经网络与一般的混沌神经网路而言，具有更复杂的非线性动力行为例如混沌行为。这比普通神经网络产生的混沌路径更难寻踪迹，也更复杂；使得其在保密通信中有独特的优势。

目前存在的忆阻神经网络保密通信方案中，主要都是集中在整数阶范围内的。由于整数阶相对而言并不具有较为复杂的特性和更广的应用范畴；因此，其产生的加密信号安全性较低，构建的保密系统的复杂度较低，这些局限性均限制了其在VDES保密通信领域的广泛应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的技术问题是提供一种基于分数阶多时滞忆阻神经网络的VDES通信方法，该方法克服了现有保密通信技术复杂度低，安全性不足的问题。

本发明解决上述技术问题的方案是：

一种基于分数阶多时滞忆阻神经网络的VDES通信方法，该方法包括如下步骤：

S1：构建基于二维分数阶多时滞忆阻神经网络的驱动网络：

所述驱动网络的表达式为：