CN106792703A - 一种基站切换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种基站切换方法及装置,应用于基站,所述方法包括:检测是否存在窃听用户;当检测结果为是时,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户;对所述目标用户执行基站切换过程。应用本发明的实施例,在目标用户的通信安全存在威胁的情况下及时进行基站的切换,以实现保证目标用户的通信安全。

Description

一种基站切换方法及装置
技术领域
本发明涉及基站切换技术领域,特别是涉及一种基站切换方法及装置。
背景技术
基站是指在一定的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与通信设备之间进行信息传递的无线电收发信电台。通常,目标用户处于移动的状态,当目标用户位置的变化致使原来接入的基站不能满足通信要求的时候,要切换到另一个能满足通信要求的基站,基站切换是指目标用户在不中断通信的情况下,从一个基站切换到另一个基站。
现有技术中,接入有用户的基站不断的发送配置测量请求,连接到该基站的所有用户根据测量配置请求反馈测量报告,测量报告中包含用户测量到的该基站的参考信号接收功率和待切换基站的参考信号接收功率。并且,该基站根据接收到的测量报告,判断出某用户测量到的该基站参考信号接收功率的值低于设定的值时,会对该用户执行基站切换过程。
可见,现有技术中基站切换过程并没有考虑到用户的通信安全,因此,提供一种保证用户的通信安全的基站切换方法是亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基站切换方法及装置,在目标用户的通信安全存在威胁的情况下及时进行基站的切换,以实现保证用户的通信安全。具体技术方案如下:
一种基站切换方法,应用于基站,所述方法包括:
检测是否存在窃听用户;
当检测结果为是时,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户;
对所述目标用户执行基站切换过程。
可选的,所述对所述目标用户执行基站切换过程,包括:
根据所述目标用户的测量报告中其他基站的参考信号接收功率,确定所述目标用户对应的至少一个待切换基站;
向所述至少一个待切换基站发送切换准备请求,并接收每一个待切换基站发送的切换请求响应,其中,任一待切换基站的切换请求响应中包含该待切换基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数;
根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,其中,任一待切换基站的第一安全传输速率为在所述基站存在窃听用户的情况下,该待切换基站对所述目标用户提供的安全传输速率;所述第二安全传输速率为在所述基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的安全传输速率;
计算在每一个待切换基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的第三安全传输速率;
向每一个待切换基站发送测量指令,以获得每一个待切换基站的至少一个第四安全传输速率,其中,任一待切换基站对应的第四安全传输速率为在各个待切换基站的窃听用户存在的情况下,该待切换基站分别对所述目标用户提供的安全传输速率;
根据所述第一安全传输速率、所述第二安全传输速率、所述第三安全传输速率和所述第四安全传输速率,计算所述基站提供的第五安全传输速率以及每一个待切换基站提供的第六安全传输速率;其中,所述第五安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,所述基站提供的安全传输速率,任一待切换基站的第六安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,该待切换基站提供的安全传输速率;
根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率、所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率;
根据所述第一概率、第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,并执行切换。
可选的,所述根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,包括:
根据接收到的所述目标用户的测量报告中的第一参考信号接收功率、所述窃听用户的测量报告中的第二参考信号接收功率和所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,分别计算所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失;
根据所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失,以及信号发射功率、带宽和连接用户数,分别计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率,以及所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率;
其中,计算所述目标用户的第一路径损失所利用的公式为:
为所述目标用户到基站k的第一路径损失,Pu k为所述目标用户接收的基站k的第一参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,u表示目标用户;
其中,计算所述窃听用户的第二路径损失所利用的公式为:
为所述窃听用户到基站k的第二路径损失,Pe k为所述窃听用户接收所述基站k的第二参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为所述基站的序号,e表示窃听用户;
其中,计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率所利用的公式为:
Rsij为待切换基站i在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第一安全传输速率,Wi为待切换基站i的带宽,Ni为待切换基站i的连接用户数,Pi为待切换基站i的信号发射功率,σ2为噪声功率,为所述目标用户到待切换基站i的第一路径损失,为所述窃听用户j到待切换基站i的第二路径损失;
其中,计算所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率所利用的公式为:
为所述基站k0在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第二安全传输速率,为所述基站k0的带宽,所述基站k0的连接用户数,所述基站k0的信号发射功率,σ2为噪声功率,表示目标用户到所述基站k0的第一路径损失,为窃听用户j到所述基站k0的第二路径损失。
可选的,所述根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率,以及所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率,包括:
根据当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率;
根据所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率。
可选的,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率所利用的公式为:
其中,p1为所述第一概率,θ1为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,且θ1的取值范围为[0,π];
计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率所利用的公式为:
其中,pi2为所述第二概率,θi2为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站i之间的连线所构成的夹角,且θi2的取值范围为[0,π],i为所述至少一个待切换基站中序号为i的基站。
可选的,所述根据所述第一概率、所述第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,包括:
分别计算第一概率和与所述第五安全传输速率的第一乘积、所述目标用户进入任一待切换基站的第二概率与该待切换基站的第六安全传输速率的第二乘积;
在所述第一乘积不大于所述第二乘积中的最大数值时,计算所述第二乘积中的最大值与所述第一乘积的差值;
在所述差值不小于预设阈值时,确定所述第二乘积中的最大值对应的待切换基站为所述目标用户切换的基站。
可选的,所述方法还包括:
在所述第一乘积大于所述第二乘积中的最大数值,或者所述差值小于预设阈值时,确定不存在所述目标用户待切换的基站。
一种基站切换装置,应用于基站,所述装置包括:
检测模块,用于检测是否存在窃听用户;
确定模块,用于在所述检测模块的检测结果为是时,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户;
切换模块,用于对所述目标用户执行基站切换过程。
可选的,所述切换模块,包括:
第一确定子模块,用于根据所述目标用户的测量报告中其他基站的参考信号接收功率,确定所述目标用户对应的至少一个待切换基站;
接收子模块,用于向所述至少一个待切换基站发送切换准备请求,并接收每一个待切换基站发送的切换请求响应,其中,任一待切换基站的切换请求响应中包含该待切换基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数;
第一计算子模块,用于根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,其中,任一待切换基站的第一安全传输速率为在所述基站存在窃听用户的情况下,该待切换基站对所述目标用户提供的安全传输速率;所述第二安全传输速率为在所述基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的安全传输速率;
第二计算子模块,用于计算在每一个待切换基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的第三安全传输速率;
获得子模块,用于向每一个待切换基站发送测量指令,以获得每一个待切换基站的至少一个第四安全传输速率,其中,任一待切换基站对应的第四安全传输速率为在各个待切换基站的窃听用户存在的情况下,该待切换基站分别对所述目标用户提供的安全传输速率;
第三计算子模块,用于根据所述第一安全传输速率、所述第二安全传输速率、所述第三安全传输速率和所述第四安全传输速率,计算所述基站提供的第五安全传输速率以及每一个待切换基站提供的第六安全传输速率;其中,所述第五安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,所述基站提供的安全传输速率,任一待切换基站的第六安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,该待切换基站提供的安全传输速率;
第四计算子模块,用于根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率、所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率;
第二确定子模块,用于根据所述第一概率、所述第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,并执行切换。
可选的,所述第一计算子模块,包括:第一计算单元和第二计算单元;
所述第一计算单元,用于根据接收到的所述目标用户的测量报告中的第一参考信号接收功率、所述窃听用户的测量报告中的第二参考信号接收功率和所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,分别计算所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失;
所述第二计算单元,用于根据所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失,以及信号发射功率、带宽和连接用户数,分别计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率,以及所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率;
其中,计算所述目标用户的第一路径损失所利用的公式为:
为所述目标用户到基站k的第一路径损失,Pu k为所述目标用户接收的基站k的第一参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,u表示目标用户;
其中,计算所述窃听用户的第二路径损失所利用的公式为:
为所述窃听用户到基站k的第二路径损失,Pe k为所述窃听用户接收所述基站k的第二参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为所述基站的序号,e表示窃听用户;
其中,计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率所利用的公式为:
Rsij为待切换基站i在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第一安全传输速率,Wi为待切换基站i的带宽,Ni为待切换基站i的连接用户数,Pi为待切换基站i的信号发射功率,σ2为噪声功率,为所述目标用户到待切换基站i的第一路径损失,为所述窃听用户j到待切换基站i的第二路径损失;
其中,计算所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率所利用的公式为:
为所述基站k0在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第二安全传输速率,为所述基站k0的带宽,所述基站k0的连接用户数,所述基站k0的信号发射功率,σ2为噪声功率,表示目标用户到所述基站k0的第一路径损失,为窃听用户j到所述基站k0的第二路径损失。
可选的,所述第四计算子模块,包括:
第三计算单元,用于根据当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率;
第四计算单元,用于根据所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率。
可选的,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率所利用的公式为:
其中,p1为所述第一概率,θ1为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,且θ1的取值范围为[0,π];
计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率所利用的公式为:
其中,pi2为所述第二概率,θi2为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站i之间的连线所构成的夹角,且θi2的取值范围为[0,π],i为所述至少一个待切换基站中序号为i的基站。
可选的,所述第二确定子模块,包括:
第五计算单元,用于分别计算第一概率和与所述第五安全传输速率的第一乘积、所述目标用户进入任一待切换基站的第二概率与该待切换基站的第六安全传输速率的第二乘积;
第六计算单元,用于在所述第一乘积不大于所述第二乘积中的最大数值时,计算所述第二乘积中的最大值与所述第一乘积的差值;
第一确定单元,用于在所述差值不小于预设阈值时,确定所述第二乘积中的最大值对应的待切换基站为所述目标用户切换的基站。
可选的,所述装置还包括:
第二确定单元,用于在所述第一乘积大于所述第二乘积中的最大数值,或者所述差值小于预设阈值时,确定不存在所述目标用户待切换的基站。
本发明实施例提供的基站切换方法及装置,在检测到基站存在窃听用户的情况下,将满足至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率的用户确定为目标用户,并对目标用户执行基站切换过程。可见,本发明实施例中,只要在目标用户测量的所述基站的参考信号接收功率小于至少一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率的情况下,即对该用户进行基站的切换,避免了在窃听用户的参考信号接收功率大于目标用户的参考信号接收功率的情况下,目标用户的通信安全存在威胁,从而解决了现有技术中并没有考虑到用户的通信安全的问题。因此,达到了实现保证用户的通信安全的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基站切换方法的一种流程示意图;
图2为本发明实施例提供的基站切换方法的另一种流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种基站切换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术问题,本发明实施例提供了一种基站切换方法及装置,以下分别进行详细说明。
需要说明的是,本发明实施例所提供的基站切换方法的执行主体可以为基站切换装置。在实际应用中,该切换装置可以运行于基站中。
图1为本发明实施例提供的基站切换方法的一种流程示意图,包括如下步骤:
S101,检测是否存在窃听用户,当检测结果为是时,执行S102。
需要说明的是,每一个基站都可以连接一个或者多个用户,由于通信规则的设定或者非法用户的窃听等原因,基站可能会发现窃听用户的存在。现有技术中的窃听用户的定义可以是:该用户本身为合法用户且能够正常的接入基站,但是基站在为高安全等级用户服务时,将高安全等级用户周围的用户全部作为窃听用户,或者,基站可以检测该接入用户的行为,通过检测并获得其为窃听用户的概率,可以将概率大于预设阈值的用户确定为窃听用户;另一种对于没有接入基站的用户,基站也可以检测其行为是否异常,将异常的用户确定为窃听用户。示例性的,基站0检测到连接其的窃听用户有窃听用户A,基站检测到的窃听用户的数量可以为一个也可以为多个,本发明实施例在此不对其进行限定。具体的基站检测窃听用户的过程为现有技术,本发明实施例在此不对其进行赘述。
S102,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户。
可以理解的是,基站根据设定的频率不停的对连接其的用户下发配置测量请求,连接到该基站的用户接收到配置测量请求以后会上传测量报告至基站。在S101中,当基站检测到窃听用户存在的情况下,从接收的测量报告中获取每一个用户测量到的所述基站的参考信号接收功率。示例性的,用户B、C、D、E为连接到基站0的合法用户,基站0从用户B、C、D、E分别发送的测量报告中,获取到的合法用户B、C、D、E测量的所述基站的参考信号接收功率分别为:12dBm、14dBm、6dBm、5dBm。另外,从窃听用户A的测量报告中获取的窃听用户A测量的所述基站的参考信号接收功率为7dBm;因为,7dBm>6dBm、7dBm>5dBm,所以,合法用户D和合法用户E的参考信号接收功率小于窃听用户A的参考信号接收功率。因此,将合法用户D和E确定为目标用户。
S103,对所述目标用户执行基站切换过程。
可以理解的是,在物理层安全技术中,通信安全的实现是合法用户的通信信道质量优于窃听用户的窃听信道质量,即合法用户的参考信号接收功率大于窃听用户的参考信号接收功率。所以在S102中当获取到合法用户的参考信号接收功率比窃听用户的参考信号接收功率小时,确定目标用户面临通信安全威胁,需要对这些用户进行基站的切换。示例性的,获得的合法用户D和合法用户E测量的所述基站的参考信号接收功率小于窃听用户A测量的所述基站参考信号接收功率,对合法用户D和合法用户E执行基站的切换过程。具体的,可以采用现有技术中的用户的基站切换过程进行切换,本发明实施例在此不对其进行赘述。
本发明实施例提供的基站切换方法及装置,在检测到基站存在窃听用户的情况下,将满足至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率的用户确定为目标用户,并对目标用户执行基站切换过程。可见,本发明实施例中,只要在目标用户测量的所述基站的参考信号接收功率小于至少一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率的情况下,即对该用户进行基站的切换,避免了在窃听用户的参考信号接收功率大于目标用户的参考信号接收功率的情况下,目标用户的通信安全存在威胁,从而解决了现有技术中并没有考虑到用户的通信安全的问题。因此,达到了实现保证用户的通信安全的目的。
现有技术的基站切换过程一般是根据目标用户的测量报告中接收到的其他基站的参考信号接收功率强度确定目标用户需要接入的下一个基站,但是这种方案并没有考虑到在下一个基站中仍然存在窃听用户的情况,基于此,本发明实施例提供的关于对所述目标用户执行基站切换过程的一种具体实现方式,如图2所示,可以包括:
S201,根据所述目标用户的测量报告中其他基站的参考信号接收功率,确定所述目标用户对应的至少一个待切换基站。
可以理解的是,目标用户发送的测量报告中包含目标用户测量的所有基站的参考信号接收功率,并将测量报告发送给目标用户连接的基站。具体的,目标用户连接的基站可以根据目标用户测量的其他基站的参考信号接收功率的大小,确定待切换的基站,其中,其他基站为除所述基站外目标用户测量到的基站。待切换基站的数量至少为一个,具体的数量可以进行设定,可以为3个,4个、8个、10个等等,本发明实施例在此不对其进行限定。
示例性的,基站0从目标用户D的测量报告中,能够获得目标用户D测量的基站1、基站2、基站3、基站4、基站5的参考信号接收功率,分别为:20dBm、15dBm、12dBm、5dBm、7dBm。假设只有在参考信号接收功率大于10dBm的基站才能够作为待切换基站,因此,确定基站1、基站2、基站3为目标用户D的待切换基站,即待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3。确定待切换基站为现有技术,本发明实施例在此不对其进行赘述。
S202,向所述至少一个待切换基站发送切换准备请求,并接收每一个待切换基站发送的切换请求响应,其中,任一待切换基站的切换请求响应中包含该待切换基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数。
目标用户连接的基站向确定的至少一个待切换基站中的每一个待切换基站发送切换准备请求,请每一个待切换基站确认能否接收目标用户的接入,待切换基站会反馈给基站一个切换请求响应,同时,任一个待切换基站发送的切换请求响应中包含该基站的参考信号发射功率、该基站的信号发射功率、带宽和连接用户数。示例性的,包含目标用户D的基站0的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数分别为:23dBm,20dBm,3.6M,15个。
示例性的,在基站0向待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3发送切换准备请求后,接收的待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3发送的切换请求响应中包含的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数如表1所示。
表1
待切换基站 参考信号发射功率 信号发射功率 带宽 连接用户数
待切换基站1 23dBm 20dBm 3.6M 10个
待切换基站2 23dBm 20dBm 4.5M 20个
待切换基站3 23dBm 20dBm 3.2M 15个
S203,根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,其中,任一待切换基站的第一安全传输速率为在所述基站存在窃听用户的情况下,该待切换基站对所述目标用户提供的安全传输速率;所述第二安全传输速率为在所述基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的安全传输速率。
可以理解的是,任一待切换基站的第一安全传输速率的个数与该基站的窃听用户的数量有关。示例性的,在基站0与连接基站0的目标用户D、窃听用户A,且目标用户D存在待切换基站1和待切换基站2的情况下,待切换基站1能够在窃听用户A存在的情况下对目标用户D提供一个第一安全传输速率,假设,同时基站0下面还有一个窃听用户F,那么待切换基站1也能够在窃听用户F存在的情况下对目标用户D提供一个第一安全传输速率,对于待切换基站2来说也同样如此。以上实例仅仅是示例性的,不构成对本发明实施例的具体限定。
具体的,在一种实现方式中,可以根据接收到的目标用户的测量报告中的第一参考信号接收功率、所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,计算目标用户的第一路径损失;根据窃听用户的测量报告中的第二参考信号接收功率、所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,计算窃听用户的第二路径损失;然后再根据目标用户的第一路径损失和窃听用户的第二路径损失,以及信号发射功率、带宽和连接用户数,分别计算每一个待切换基站对目标用户提供的第一安全传输速率,以及所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率;
其中,计算所述目标用户的第一路径损失所利用的公式为:
为所述目标用户到基站k的第一路径损失,Pu k为所述目标用户接收的基站k的第一参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,u表示目标用户;
其中,计算所述窃听用户的第二路径损失所利用的公式为:
为所述窃听用户到基站k的第二路径损失,Pe k为所述窃听用户接收所述基站k的第二参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为所述基站的序号,e表示窃听用户;
其中,计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率所利用的公式为:
Rsij为待切换基站i在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第一安全传输速率,Wi为待切换基站i的带宽,Ni为待切换基站i的连接用户数,Pi为待切换基站i的信号发射功率,σ2为噪声功率,为所述目标用户到待切换基站i的第一路径损失,为所述窃听用户j到待切换基站i的第二路径损失;
其中,计算所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率所利用的公式为:
为所述基站k0在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第二安全传输速率,为所述基站k0的带宽,所述基站k0的连接用户数,所述基站k0的信号发射功率,σ2为噪声功率,表示目标用户到所述基站k0的第一路径损失,为窃听用户j到所述基站k0的第二路径损失。
示例性的,在基站k0为基站0,且基站0与连接基站0的目标用户D、窃听用户A,以及目标用户D存在待切换基站1、待切换基站2和待切换基站3的情况下,对于目标用户D来说,目标用户D到基站0存在第一路径损失,可以通过目标用户D的测量报告中的第一参考信号接收功率与所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率的比值得到。另外,可以理解的是,基站k包括所述待切换基站和所述基站,因此,需要计算目标用户到所述基站和每一个待切换基站的第一路径损失,以及窃听用户到所述基站和每一个待切换基站的第二路径损失。
示例性的,假设得到目标用户到基站0的第一路径损失为0.1,另外还可以得到目标用户D到待切换基站1、待切换基站2和待切换基站3的第一路径损失为:0.1、0.2、0.15;同样,对于每个窃听用户而言也会获得到每个基站的第二路径损失,假设窃听用户A到基站0、待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3的第二路径损失分别为:0.2、0.4、0.5、0.45。
可以理解的是,目标用户D的第二安全传输速率为目标用户D接入基站0的信息传输速率与窃听用户A接入基站0的信息传输速率之差,将上述表1的数据和得到的第一路径损失和第二路径损失代入第一安全传输速率和第二安全传输速率的计算公式。假设,基站0的带宽W0=3.6,基站0的连接用户数N0=10,基站0的信号发射功率P0=10,噪声功率σ2=3,目标用户D到基站0的第一路径损失为0.1,窃听用户A到基站0的第二路径损失为0.2,代入公式得到第二安全传输速率为Rs0A如下:
假设,在基站0的窃听用户A存在的条件下,计算得到的第二安全传输速率为20bps,同样可以分别得到待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3分别为目标用户D提供的第一安全传输速率,假设为:18bps、22bps、21bps。
S204,计算在每一个待切换基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的第三安全传输速率。
可以理解的是,待切换基站也有可能连接有窃听用户,具体的,通过基站向每一个待切换基站发送测量指令,该测量指令包含测量目标用户到基站的第一路径损失以及基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数,待切换基站向与其连接的窃听用户下发指令,以获得该待切换基站下的窃听用户到基站的第二路径损失。然后根据目标用户到该基站的第一路径损失,以及基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数,由安全传输速率的计算公式可以得到在该窃听用户存在的情况下,基站对目标用户提供的第三安全传输速率。具体的计算过程同上述第一安全传输速率和第二安全传输速率,本发明实施例在此不对其进行赘述。
另外,每一个待切换基站计算得到该待切换基站下的窃听用户到基站的第二路径损失,可以通过测量响应指令将其发送给基站,基站根据目标用户到基站的第一路径损失,每一个待切换基站下的窃听用户到基站的第二路径损失,以及基站的信号发射功率、带宽、连接用户数计算基站对目标用户提供的第三安全传输速率。
示例性的,目标用户D连接于基站0,待切换基站1连接了一个窃听用户G,基站0的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数分别为:23dBm,20dBm,3.6M,15个,假设得到窃听用户G到基站0的第二路径损失为0.4,目标用户D到基站0的第一路径损失为0.1,代入安全传输速率的计算公式,可以得到在待切换基站1的窃听用户G存在的情况下,基站0对目标用户D提供的第三安全传输速率,假设为16bps。按照上述同样可以获得,在待切换基站2连接有窃听用户H的情况下,基站0为目标用户D提供的第三安全传输速率,假设为20bps,以及在待切换基站3连接有窃听用户M的情况下,基站0为目标用户D提供的第三安全传输速率,假设为15bps。
S205,向每一个待切换基站发送测量指令,以获得每一个待切换基站的至少一个第四安全传输速率,其中,任一待切换基站对应的第四安全传输速率为在各个待切换基站的窃听用户存在的情况下,该待切换基站分别对所述目标用户提供的安全传输速率。
需要说明的是,基站向每一个待切换基站发送测量指令后,该测量指令还包含目标用户到每一个待切换基站的第一路径损失以及其余待切换基站的参考信号发射功率,待切换基站向与其连接的窃听用户下发指令,以获得窃听用户的第二路径损失,以便计算第四安全传输速率。
示例性的,要计算在待切换基站1的窃听用户G存在的情况下,待切换基站1对目标用户D提供的第四安全传输速率,需要的数据有:目标用户D到待切换基站1的第一路径损失、窃听用户G到待切换基站1的第二路径损失,以及待切换基站1的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数。待切换基站1根据以上数据计算对目标用户D提供的第四安全传输速率,假设为18bps,并将结果通过测量响应指令反馈给基站0。同样可以得到,待切换基站2在待切换基站1的窃听用户G存在的情况下,对目标用户D提供的第四安全传输速率,假设为14bps,以及待切换基站3在待切换基站1的窃听用户G存在的情况下,对目标用户D提供的第四安全传输速率,假设为13bps。
另外,待切换基站1可以将计算得到的窃听用户G到待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3的第二路径损失通过测量响应指令发送给基站0,由于基站0已经通过切换请求响应获得了待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数,以及已经计算得到了目标用户D到待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3的第一路径损失,所以基站0可以计算得出在待切换基站1的窃听用户G存在的情况下,待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3对目标用户D提供的第四安全传输速率。
所以,对于每一个待切换基站而言,可以自己计算出来第四安全传输速率后发送给源基站,也可以将数据发送给基站后,由基站去计算第四安全传输速率,具体实现方式本发明实施例在此不对其就进行限定。另外,在S204中待切换基站接收到测量指令与S205中待切换基站接收的测量指令可以为所述基站一次发送的指令,也可以为不是一次发送的指令,只要能够实现第三安全传输速率和第四安全传输速率的测量即可,本发明实施例在此不对其进行限定。
另外可以获得,在待切换基站2的窃听用户H存在的条件下,待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3对目标用户提供的第四安全传输速率,假设分别为14bps、19bps、18bps。以及在待切换基站3的窃听用户M存在的条件下,待切换基站1、待切换基站2、待切换基站3对目标用户提供的第四安全传输速率,假设分别为15bps、18bps、17bps。
综上示例,在窃听用户存在的情况下,基站对目标用户D提供的安全传输速率如表2所述。
表2
S206,根据所述第一安全传输速率、所述第二安全传输速率、所述第三安全传输速率和所述第四安全传输速率,计算所述基站提供的第五安全传输速率以及每一个待切换基站提供的第六安全传输速率;其中,所述第五安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,所述基站提供的安全传输速率,任一待切换基站的第六安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,该待切换基站提供的安全传输速率。
由表2可以获得每一个基站在一个窃听者存在的情况下对目标用户D提供的安全传输速率,那么对于每一列的安全传输速率之和来说是在所有窃听用户存在的情况下,该基站提供的安全传输速率。以基站0为例,在窃听用户A、G、H、M同时存在的情况下,基站0提供的第五安全传输速率为:20bps+16bps+20bps+15bps=71bps;在窃听用户A、G、H、M同时存在的情况下待切换基站1提供的第六安全传输速率为:18bps+18bps+14bps+15bps=65bps,在窃听用户A、G、H、M同时存在的情况下待切换基站2提供的第六安全传输速率分别为:22bps+14bps+19bps+18bps=73bps,在窃听用户A、G、H、M同时存在的情况下待切换基站3提供的第六安全传输速率分别为:21bps+13bps+18bps+17bps=69bps。
S207,根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率、所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率。
可以理解的是,根据目标用户的运动轨迹能够获得用户进入每个基站的概率,本发明实施例中可以根据当前时刻目标用户运动轨迹的切线、目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,计算目标用户进入基站的第一概率;以及根据目标用户运动轨迹的切线、目标用户与待切换基站之间的连线所构成的夹角,计算目标用户进入每一个待切换基站的第二概率。
具体的,计算目标用户进入基站的第一概率所利用的公式为:
其中,p1为第一概率,θ1为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,且θ1的取值范围为[0,π];
计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率所利用的公式为:
其中,pi2为所述第二概率,θi2为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站i之间的连线所构成的夹角,且θi2的取值范围为[0,π],i为所述至少一个待切换基站中序号为i的基站。
假设,经测量得到目标用户D当前时刻运动轨迹的切线与目标用户D与基站0的连线的夹角θ1=2.44,目标用户D当前时刻运动轨迹的切线与目标用户D与待切换基站1的连线的夹角θ12=1.86,目标用户D当前时刻运动轨迹的切线与目标用户D与待切换基站2的连线的夹角θ22=2.1;目标用户D当前时刻运动轨迹的切线与目标用户D与待切换基站3的连线的夹角θ32=1.9,根据夹角的值计算出来的第一概率和第二概率如表3所示。
表3
夹角 θ1=2.44 θ12=1.86 θ22=2.1 θ32=1.9
概率 p1=0.223 p12=0.408 p22=0.332 p32=0.395
S208,根据所述第一概率、第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,并执行切换。
具体的,可以通过分别计算第一概率和与第五安全传输速率的第一乘积、目标用户进入任一待切换基站的第二概率与该待切换基站的第六安全传输速率的第二乘积;在第一乘积不大于所述第二乘积中的最大数值时,计算第二乘积中的最大值与第一乘积的差值;在差值不小于预设阈值时,确定第二乘积中的最大值对应的待切换基站为目标用户切换的基站。
示例性的,在基站0提供的第五安全传输速率为71bps,待切换基站1、待切换基站2和待切换基站3提供的第六安全传输速率分别为65bps、73bps、69bps的情况下,再结合表3中目标用户D进入基站0、待切换基站1、待切换基站2和待切换基站3的概率分别为:p1=0.223、p12=0.408、p22=0.332、p32=0.395,计算第一概率p1和与第五安全传输速率56bps的第一乘积为:71*0.223=15.83,目标用户D进入待切换基站1的第二概率p12与待切换基站1的第六安全传输速率65bps的第二乘积为:65*0.408=26.52,目标用户D进入待切换基站2的第二概率p22与待切换基站2的第六安全传输速率73bps的第二乘积为:73*0.332=24.24、目标用户D进入待切换基站3的第二概率p32与待切换基站3的第六安全传输速率69bps的第二乘积为:69*0.395=27.26。第二乘积中的最大值为27.26,因为第一乘积15.61小于第二乘积中的最大值,得到第二乘积中的最大值为27.26与第一乘积15.61的差值为:27.26-15.83=11.43。假设预设阈值为6,因为差值11.65>6,第二乘积中的最大值对应的基站为待切换基站3。
实际中,在第二乘积中的除最大值以外的其他值只要与第一乘积的差值大于预设阈值,都可以将其对应的待切换基站作为可切换的基站,这样能够在目标用户切换到待切换基站后仍然能够满足安全通信的需求,且选择了最好的一个能够保证目标用户通信的基站,能够避免目标用户的频繁切换,从而避免了乒乓效应。因此,解决了现有技术中对于切换后的基站仍然为考虑安全通信的问题。
另外,在第一乘积大于所述第二乘积中的最大数值,或者所述差值小于预设阈值时,确定不存在所述目标用户待切换的基站。此时表明即使目标用户进行切换到待切换基站,该待切换基站对目标用户提供的通信安全效果尚未达到当前连接的基站能够提供的通信效果,因此,能够避免效率较低的基站切换。
相应于上述方法实施例,本发明实施例还提供了一种基站切换装置。
图3为本发明实施例提供的一种基站切换装置的结构示意图,如图3所示,本发明实施例所提供的一种基站切换装置可以包括:
检测模块301,用于检测是否存在窃听用户。
确定模块302,用于在所述检测模块的检测结果为是时,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户。
切换模块303,用于对所述目标用户执行基站切换过程。
可选的,所述切换模块303,可以包括:
第一确定子模块,用于根据所述目标用户的测量报告中其他基站的参考信号接收功率,确定所述目标用户对应的至少一个待切换基站;
接收子模块,用于向所述至少一个待切换基站发送切换准备请求,并接收每一个待切换基站发送的切换请求响应,其中,任一待切换基站的切换请求响应中包含该待切换基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数;
第一计算子模块,用于根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,其中,任一待切换基站的第一安全传输速率为在所述基站存在窃听用户的情况下,该待切换基站对所述目标用户提供的安全传输速率;所述第二安全传输速率为在所述基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的安全传输速率;
第二计算子模块,用于计算在每一个待切换基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的第三安全传输速率;
获得子模块,用于向每一个待切换基站发送测量指令,以获得每一个待切换基站的至少一个第四安全传输速率,其中,任一待切换基站对应的第四安全传输速率为在各个待切换基站的窃听用户存在的情况下,该待切换基站分别对所述目标用户提供的安全传输速率;
第三计算子模块,用于根据所述第一安全传输速率、所述第二安全传输速率、所述第三安全传输速率和所述第四安全传输速率,计算所述基站提供的第五安全传输速率以及每一个待切换基站提供的第六安全传输速率;其中,所述第五安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,所述基站提供的安全传输速率,任一待切换基站的第六安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,该待切换基站提供的安全传输速率;
第四计算子模块,用于根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率、所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率;
第二确定子模块,用于根据所述第一概率、第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,并执行切换。
可选的,所述第一计算子模块,可以包括:第一计算单元和第二计算单元;
所述第一计算单元,用于根据接收到的所述目标用户的测量报告中的第一参考信号接收功率、所述窃听用户的测量报告中的第二参考信号接收功率和所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,分别计算所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失;
所述第二计算单元,用于根据所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失,以及信号发射功率、带宽和连接用户数,分别计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率,以及所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率;
其中,计算所述目标用户的第一路径损失所利用的公式为:
为所述目标用户到基站k的第一路径损失,Pu k为所述目标用户接收的基站k的第一参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,u表示目标用户;
其中,计算所述窃听用户的第二路径损失所利用的公式为:
为所述窃听用户到基站k的第二路径损失,Pe k为所述窃听用户接收所述基站k的第二参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为所述基站的序号,e表示窃听用户,其中基站k包括所述待切换基站和所述基站;
其中,计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率所利用的公式为:
Rsij为待切换基站i在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第一安全传输速率,Wi为待切换基站i的带宽,Ni待切换基站i的连接用户数,Pi待切换基站i的信号发射功率,σ2为噪声功率,为所述目标用户到待切换基站i的第一路径损失,为所述窃听用户j到待切换基站i的第二路径损失;
其中,计算所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率Rsk0所利用的公式为:
Rsk0为所述基站k0在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第二安全传输速率,为所述基站k0的带宽,所述基站k0的连接用户数,所述基站k0的信号发射功率,σ2为噪声功率,表示目标用户到所述基站k0的第一路径损失,为窃听用户j到所述基站k0的第二路径损失。
可选的,所述第四计算子模块,可以包括:
第三计算单元,用于根据当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率;
第四计算单元,用于根据所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率。
可选的,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率所利用的公式为:
其中,p1为所述第一概率,θ1为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,且θ1的取值范围为[0,π];
计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率所利用的公式为:
其中,pi2为所述第二概率,θi2为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站i之间的连线所构成的夹角,且θi2的取值范围为
[0,π],i为所述至少一个待切换基站中序号为i的基站。
可选的,所述第二确定子模块,可以包括:
第五计算单元,用于分别计算第一概率和与所述第五安全传输速率的第一乘积、所述目标用户进入任一待切换基站的第二概率与该待切换基站的第六安全传输速率的第二乘积;
第六计算单元,用于在所述第一乘积不大于所述第二乘积中的最大数值时,计算所述第二乘积中的最大值与所述第一乘积的差值;
第一确定单元,用于在所述差值不小于预设阈值时,确定所述第二乘积中的最大值对应的待切换基站为所述目标用户切换的基站。
可选的,所述装置还可以包括:第二确定单元,用于在所述第一乘积大于所述第二乘积中的最大数值,或者所述差值小于预设阈值时,确定不存在所述目标用户待切换的基站。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基站切换方法,其特征在于,应用于基站,所述方法包括:
检测是否存在窃听用户;
当检测结果为是时,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户;
对所述目标用户执行基站切换过程。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述目标用户执行基站切换过程,包括:
根据所述目标用户的测量报告中其他基站的参考信号接收功率,确定所述目标用户对应的至少一个待切换基站;
向所述至少一个待切换基站发送切换准备请求,并接收每一个待切换基站发送的切换请求响应,其中,任一待切换基站的切换请求响应中包含该待切换基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数;
根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,其中,任一待切换基站的第一安全传输速率为在所述基站存在窃听用户的情况下,该待切换基站对所述目标用户提供的安全传输速率;所述第二安全传输速率为在所述基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的安全传输速率;
计算在每一个待切换基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的第三安全传输速率;
向每一个待切换基站发送测量指令,以获得每一个待切换基站的至少一个第四安全传输速率,其中,任一待切换基站对应的第四安全传输速率为在各个待切换基站的窃听用户存在的情况下,该待切换基站分别对所述目标用户提供的安全传输速率;
根据所述第一安全传输速率、所述第二安全传输速率、所述第三安全传输速率和所述第四安全传输速率,计算所述基站提供的第五安全传输速率以及每一个待切换基站提供的第六安全传输速率;其中,所述第五安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,所述基站提供的安全传输速率,任一待切换基站的第六安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,该待切换基站提供的安全传输速率;
根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率、所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率;
根据所述第一概率、所述第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,并执行切换。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,包括:
根据接收到的所述目标用户的测量报告中的第一参考信号接收功率、所述窃听用户的测量报告中的第二参考信号接收功率和所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,分别计算所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失;
根据所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失,以及信号发射功率、带宽和连接用户数,分别计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率,以及所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率;
其中,计算所述目标用户的第一路径损失所利用的公式为:
PL u k = P u k P s k
为所述目标用户到基站k的第一路径损失,Pu k为所述目标用户接收的基站k的第一参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,u表示目标用户;
其中,计算所述窃听用户的第二路径损失所利用的公式为:
PL e k = P e k P s k
为所述窃听用户到所述基站k的第二路径损失,Pe k为所述窃听用户接收所述基站k的第二参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,e表示窃听用户;
其中,计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率所利用的公式为:
Rs i j = m a x { W i N i log 2 ( 1 + P i · PL u i σ 2 ) - W i N i log 2 ( 1 + P i · PL e i j σ 2 ) , 0 }
Rsij为待切换基站i在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第一安全传输速率,Wi为待切换基站i的带宽,Ni为待切换基站i的连接用户数,Pi为待切换基站i的信号发射功率,σ2为噪声功率,为所述目标用户到待切换基站i的第一路径损失,为所述窃听用户j到待切换基站i的第二路径损失;
其中,计算所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率所利用的公式为:
Rs k 0 j = m a x { W k 0 N k 0 log 2 ( 1 + P k 0 · PL u k 0 σ 2 ) - W k 0 N k 0 log 2 ( 1 + P k 0 · PL e k 0 j σ 2 ) , 0 }
为所述基站k0在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第二安全传输速率,为所述基站k0的带宽,所述基站k0的连接用户数,所述基站k0的信号发射功率,σ2为噪声功率,表示目标用户到所述基站k0的第一路径损失,为窃听用户j到所述基站k0的第二路径损失。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率,以及所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率,包括:
根据当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率;
根据所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站之间的连线所构成的夹角,计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率所利用的公式为:
p 1 = - θ 1 π + 1
其中,p1为所述第一概率,θ1为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与所述基站之间的连线所构成的夹角,且θ1的取值范围为[0,π];
计算所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率所利用的公式为:
p i 2 = - θ i 2 π + 1
其中,pi2为所述第二概率,θi2为当前时刻所述目标用户运动轨迹的切线、所述目标用户与待切换基站i之间的连线所构成的夹角,且θi2的取值范围为[0,π],i为所述至少一个待切换基站中序号为i的基站。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一概率、第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,包括:
分别计算第一概率和与所述第五安全传输速率的第一乘积、所述目标用户进入任一待切换基站的第二概率与该待切换基站的第六安全传输速率的第二乘积;
在所述第一乘积不大于所述第二乘积中的最大数值时,计算所述第二乘积中的最大值与所述第一乘积的差值;
在所述差值不小于预设阈值时,确定所述第二乘积中的最大值对应的待切换基站为所述目标用户切换的基站。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述第一乘积大于所述第二乘积中的最大数值,或者所述差值小于预设阈值时,确定不存在所述目标用户待切换的基站。
8.一种基站切换装置,其特征在于,应用于基站,所述装置包括:
检测模块,用于检测是否存在窃听用户;
确定模块,用于在所述检测模块的检测结果为是时,根据接收的每一个窃听用户的测量报告、每一个合法用户的测量报告,将满足以下条件的合法用户确定为目标用户:至少存在一个窃听用户测量的所述基站的参考信号接收功率大于该合法用户测量的所述基站的参考信号接收功率,其中,所述合法用户为连接到所述基站的用户;
切换模块,用于对所述目标用户执行基站切换过程。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述切换模块,包括:
第一确定子模块,用于根据所述目标用户的测量报告中其他基站的参考信号接收功率,确定所述目标用户对应的至少一个待切换基站;
接收子模块,用于向所述至少一个待切换基站发送切换准备请求,并接收每一个待切换基站发送的切换请求响应,其中,任一待切换基站的切换请求响应中包含该待切换基站的参考信号发射功率、信号发射功率、带宽和连接用户数;
第一计算子模块,用于根据所述目标用户的测量报告、所述窃听用户的测量报告和所接收到的切换请求响应,分别计算第一安全传输速率和第二安全传输速率,其中,任一待切换基站的第一安全传输速率为在所述基站存在窃听用户的情况下,该待切换基站对所述目标用户提供的安全传输速率;所述第二安全传输速率为在所述基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的安全传输速率;
第二计算子模块,用于计算在每一个待切换基站的窃听用户存在的情况下,所述基站对所述目标用户提供的第三安全传输速率;
获得子模块,用于向每一个待切换基站发送测量指令,以获得每一个待切换基站的至少一个第四安全传输速率,其中,任一待切换基站对应的第四安全传输速率为在各个待切换基站的窃听用户存在的情况下,该待切换基站分别对所述目标用户提供的安全传输速率;
第三计算子模块,用于根据所述第一安全传输速率、所述第二安全传输速率、所述第三安全传输速率和所述第四安全传输速率,计算所述基站提供的第五安全传输速率以及每一个待切换基站提供的第六安全传输速率;其中,所述第五安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,所述基站提供的安全传输速率,任一待切换基站的第六安全传输速率为所述基站的窃听用户和每一个待切换基站的窃听用户同时存在的条件下,该待切换基站提供的安全传输速率;
第四计算子模块,用于根据所述目标用户的运动轨迹,计算所述目标用户进入所述基站的第一概率、所述目标用户进入每一个待切换基站的第二概率;
第二确定子模块,用于根据所述第一概率、第二概率以及所述第五安全传输速率、第六安全传输速率,从所述至少一个待切换基站中,确定所述目标用户对应的可切换基站,并执行切换。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第一计算子模块,包括:第一计算单元和第二计算单元;
所述第一计算单元,用于根据接收到的所述目标用户的测量报告中的第一参考信号接收功率、所述窃听用户的测量报告中的第二参考信号接收功率和所接收到的切换请求响应中的参考信号发射功率,分别计算所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失;
所述第二计算单元,用于根据所述目标用户的第一路径损失和所述窃听用户的第二路径损失,以及信号发射功率、带宽和连接用户数,分别计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率,以及所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率;
其中,计算所述目标用户的第一路径损失所利用的公式为:
PL u k = P u k P s k
为所述目标用户到基站k的第一路径损失,Pu k为所述目标用户接收的基站k的第一参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为基站的序号,u表示目标用户;
其中,计算所述窃听用户的第二路径损失所利用的公式为:
PL e k = P e k P s k
为所述窃听用户到基站k的第二路径损失,Pe k为所述窃听用户接收所述基站k的第二参考信号接收功率,Ps k为基站k的参考信号发射功率,k为所述基站的序号,e表示窃听用户;
其中,计算每一个待切换基站对所述目标用户提供的第一安全传输速率所利用的公式为:
Rs i j = max { W i N i log 2 ( 1 + P i · PL u i σ 2 ) - W i N i log 2 ( 1 + P i · PL e i j σ 2 ) , 0 }
Rsij为待切换基站i在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第一安全传输速率,Wi为待切换基站i的带宽,Ni为待切换基站i的连接用户数,Pi为待切换基站i的信号发射功率,σ2为噪声功率,为所述目标用户到待切换基站i的第一路径损失,为所述窃听用户j到待切换基站i的第二路径损失;
其中,计算所述基站对所述目标用户提供的第二安全传输速率所利用的公式为:
Rs k 0 j = max { W k 0 N k 0 log 2 ( 1 + P k 0 · PL u k 0 σ 2 ) - W k 0 N k 0 log 2 ( 1 + P k 0 · PL e k 0 j σ 2 ) , 0 }
为所述基站k0在窃听用户j存在的情况下为所述目标用户提供的第二安全传输速率,为所述基站k0的带宽,所述基站k0的连接用户数,所述基站k0的信号发射功率,σ2为噪声功率,表示目标用户到所述基站k0的第一路径损失,为窃听用户j到所述基站k0的第二路径损失。
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