[发明专利]一种认证向量组长度的动态选取方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，特别涉及一种用户安全接入移动通信网络时认证向量组长度的动态选取方法。

背景技术

第三代移动通信系统UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)和第四代移动通信系统LTE(Long Term Evolution)的安全框架均采用AKA(Authentication and Key Agreement)协议机制以保证用户安全接入网络。在AKA协议中归属网络HE/HLR(Home Environment/Home Location Register)向服务网络SN/MME(Service Network/Mobility Management Entity)一次传送多个认证向量，构成向量组。认证向量组长度K的大小，将直接影响整个网络的资源优化配置。

3GPP协议中建议认证向量组长度为5，而现有的其他认证向量组长度选取方法主要有两种：一种是基于前一SN驻留期间的认证量和认证向量组长度，选取认证向量组长度变化步长为1，然后以消息通信量最小或消息通信量均值最小为衡量标准获取；另一种是基于网络监测的认证速率，在泊松分布条件下，建立归一化消息通信量与认证向量组长度关系的数学模型，找到认证速率与认证向量组长度间的选取对应关系。但是，这两种方法都只是选取消息通信量为衡量因子，存在待选K值空间小、获取K值不唯一的弊端；而以泊松分布的模型存在一定的误差。AKA中，HE发送K组AV到MME，若这些AV耗尽，则MME需要请求另一个认证身份。显然，认证向量组长度的大小与消息通信量、比特通信量皆有关。

如何最大限度的利用整体网络资源、使网络能够根据当前业务需求合理动态的选取认证向量组长度，已经成为移动通信领域中的重要课题。

发明内容

本发明的目的是解决现有方法存在待选认证向量组长度空间小、获取值不唯一以及存在一定误差的问题，基于网络的运行情况，提供一种认证向量组长度的动态选取方法，此方法同时以消息通信量和比特通信量为衡量因子，提高了整个网络资源的利用率。

本发明方法的创新之处主要表现在：加入比特通信量这一衡量因子，设计新的选取方法，获得当前网络的最佳认证向量组长度，完成用户的安全接入操作。

本发明提供的认证向量组长度的选取方法包含如下步骤：

第一、网络监测发起请求的用户当前所处的服务网络SN(Service Network)是否处于切换状态。如果SN处于切换状态，利用监测的当前网络的认证请求速率λ，预估当前时间T内的认证量M；如果SN处于非切换状态，则直接统计时间T内的认证量M；

第二、定义认证向量浪费率，初步筛选符合条件的认证向量组长度的待选空间K'；

第三、根据比特通信量、消息通信量两个衡量因子，设定选取原则，获取当前网络下认证向量组长度初值K*；

第四、优化初值K^*。统计实际认证量M'，判断事件“第次ADR请求”是否发生；未发生前，有K_new＝K^*；发生后，有

本发明第一步所述认证量M的计算方法为：

①当SN处于非切换状态，由HE/HLR监测当前时间T内的实际认证量M；

②当SN处于切换状态，若t_i为SN切换前最后一次执行ADR的时间，t_i+1为切换发生的时间，t_i～t_i+1期间执行的UAR次数为m，则认证速率于是，获得SN切换前的T时间内的认证量M＝λT。

本发明第二步定义认证向量浪费率，以缩小寻求认证向量组长度的待选空间，方法是：

监测当前网络时间T内的认证量M，定义认证向量的两个浪费率γ₁和γ₂，其中，

①整体浪费率γ₁：表示时间T内或SN切换前最后一段不大于T的时间内被丢弃的认证向量占该时间段获取的总认证向量的百分比。设定γ₁＜ε，ε∈(0,1)是一个可以根据实际网络情形设定的正数。

②局部浪费率γ₂：表示时间T内或SN切换前最后一段不大于T的时间内最后一次执行ADR获得的K组AV被丢弃的认证向量占该时间段获取的总认证向量的百分比。这里设定局部浪费率γ₂不大于50％。

本发明第三步获取当前网络下认证向量组长度初值K^*的方法：