３Ｇ與ＷＬＡＮ的關(guān)系

摘要：

文章對無線局域網(wǎng)與3G的技術(shù)特點進(jìn)行了比較，重點探討了兩種技術(shù)的多種網(wǎng)絡(luò)互通方式，并對兩種技術(shù)的相互關(guān)系和各自定位發(fā)表了相應(yīng)意見。

關(guān)鍵詞：

無線局域網(wǎng)；第3代移動通信；網(wǎng)絡(luò)互通

Abstract:

ThetechnicalfeaturesofWLANandthe3Gmobilecommunicationnetworkarecomparedwitheachother，andemphasisisplacedonthediscussionofdifferentinterworkingwaysofthetwotechnologies.Opinionstotherelationshipsbetween3GmobileandWLAN，andthepositioningofthetwotechnologiesaregivenfinally.

Keywords:

WLAN;3Gmobilecommunication;Networkinterworking

隨著電信行業(yè)競爭的加劇，快速建網(wǎng)以獲得大客戶至關(guān)重要。同時第3代移動通信(3G)技術(shù)應(yīng)用的延遲，為以高帶寬，靈活部署為主要特點的無線局域網(wǎng)（WLAN）提供了絕好的市場空間。

中國移動在2002年已推出“GPRS加WLAN”無線數(shù)據(jù)捆綁業(yè)務(wù)，CDMA加WLAN的技術(shù)方式也在探討之中。蜂窩技術(shù)與WLAN的結(jié)合，使得用戶在熱點地區(qū)可通過無線局域網(wǎng)實現(xiàn)高速接入，在沒有WLAN覆蓋的地區(qū)則轉(zhuǎn)到蜂窩系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)WLAN與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)發(fā)展。蜂窩技術(shù)與WLAN的結(jié)合彌補了WLAN服務(wù)范圍過小的缺陷，使移動運營商能搶先占領(lǐng)數(shù)據(jù)市場。

當(dāng)然，WLAN在公網(wǎng)使用還存在著一些技術(shù)問題，需要進(jìn)一步解決，如安全問題、傳送實時業(yè)務(wù)時的服務(wù)質(zhì)量(QoS)問題等。在業(yè)務(wù)管理模式上和經(jīng)營模式上也需要進(jìn)一步探討。目前WLAN與蜂窩技術(shù)的結(jié)合主要集中在網(wǎng)絡(luò)側(cè)計費和認(rèn)證方式方面。從長遠(yuǎn)的技術(shù)發(fā)展趨勢來看，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議以及無線接口上都會展開深層次的融合工作。

1、3G與WLAN技術(shù)對比

從3G與無線局域網(wǎng)(WLAN)不同的技術(shù)特性和支持的不同功能來看，3G與WLAN本質(zhì)上可以說是互補的，協(xié)調(diào)好兩者間的關(guān)系將促進(jìn)彼此的發(fā)展。

3G與WLAN在技術(shù)特性上存在明顯的差異。3G與WLAN各有優(yōu)勢與局限性，支持不同的需要，因此兩種技術(shù)間存在互補的基礎(chǔ)。

3G植根于傳統(tǒng)的電信領(lǐng)域，其目標(biāo)、理念為直接面向公眾提供電信級的業(yè)務(wù)。從3G概念一提出，就確立了高帶寬、提供多媒體業(yè)務(wù)(包括語音和數(shù)據(jù))、全球漫游等目標(biāo)，其用戶可享受良好的安全性和不同QoS。

WLAN受到傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信力量(如企業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司)的推動，可以說WLAN是有線局域網(wǎng)向無線世界的一種拓展，其目標(biāo)主要是在無線環(huán)境下提供數(shù)據(jù)通信(而非語音)能力。

3G可提供廣域的覆蓋，但帶寬遠(yuǎn)低于WLAN；WLAN適用于短距離覆蓋，但帶寬高。因此3G的運營商完全可以采用WLAN來進(jìn)行大樓內(nèi)的覆蓋，提供更高的帶寬。

WLAN目前主要用于寫字樓、賓館、機場等所謂的“熱點”地區(qū)，由諸如數(shù)據(jù)通信公司建設(shè)，向用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。WLAN的覆蓋范圍比較有限，在移動性、安全性，以及對業(yè)務(wù)的控制能力方面均弱于蜂窩系統(tǒng)。要建設(shè)可運營、可漫游的電信級WLAN網(wǎng)絡(luò)，WLAN的可靠性、穩(wěn)定性還需要在實踐中進(jìn)行檢驗。

2、3G與WLAN的互通

為推動3G與WLAN兩種技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，第3代移動通信合作計劃(3GPP)等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在進(jìn)行了3G與WLAN互通的研究工作，制訂了工作計劃和目標(biāo)，并取得了一定進(jìn)展。目前工作的重點是研究如何利用3G網(wǎng)絡(luò)的能力來向WLAN系統(tǒng)提供用戶接入認(rèn)證、計費業(yè)務(wù)。

2.1、與3GPP系統(tǒng)的互通

圖1所示為3GPP系統(tǒng)與WLAN互通的參考模型，主要說明了在3GPP系統(tǒng)與WLAN互通過程中需要引入的網(wǎng)絡(luò)單元。根據(jù)互通方式的不同，對于設(shè)備的要求也不相同。在WLAN側(cè)需支持互通的功能為WLAN接入控制、接入鑒權(quán)、計費、移動性管理。在3GPP系統(tǒng)側(cè)需互通的功能包括接入鑒權(quán)、計費、加密、移動性管理。

針對WLAN與3GPP系統(tǒng)的互通，目前在3GPP中定義了6種情景。

(1)公共計費和客戶服務(wù)

這是最簡單的互通方式。在這種方式下，僅對客戶關(guān)系上是統(tǒng)一的，用戶收到移動運營公司的同一帳單，帳單包含移動和WLAN業(yè)務(wù)，但兩個系統(tǒng)的安全機制可完全獨立。

(2)基于3GPP系統(tǒng)的接入和計費

3GPP系統(tǒng)和WLAN在安全方面采用相同的機制。鑒權(quán)、授權(quán)和帳目由3GPP系統(tǒng)提供。在業(yè)務(wù)層面，沒有對WLAN用戶提出更高的要求。

目前在市場上應(yīng)用的業(yè)務(wù)主要基于3GPP系統(tǒng)的接入和計費。在漫游情況下其工作示意圖如圖2所示。WLAN用戶的鑒權(quán)和授權(quán)原則上歸屬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，計費可根據(jù)運營的需要進(jìn)行在線計費和離線計費。

在3GPP與WLAN互通的參考模型中，接入控制的各網(wǎng)絡(luò)實體的主要功能為。

a.終端設(shè)備(UE)帶有用戶識別模塊(SIM)卡。它用于3GPP的用戶接入到WLAN的互通業(yè)務(wù)。UE可僅支持WLAN，或者為WLAN與3GPP系統(tǒng)同時支持。

b.3GPP代理AAA代表在3GPP系統(tǒng)拜訪網(wǎng)絡(luò)中的Diameter代理及過濾功能。它的主要功能為：在WLAN與3GPPAAA服務(wù)器之間中繼計費、鑒權(quán)、認(rèn)證(AAA)信息，向本地呼叫控制功能/計費網(wǎng)關(guān)(CCF/CGw)報告計費和帳務(wù)信息，接受用戶側(cè)的授權(quán)信息，向WLAN前轉(zhuǎn)授權(quán)信息，根據(jù)本地策略拒絕授權(quán)。

c.3GPPAAA服務(wù)器位于3GPP系統(tǒng)中，它的主要功能為：獲取鑒權(quán)信息和用戶文件，基于從歸屬位置寄存器/歸屬用戶系統(tǒng)(HLR/HSS)獲得的信息對用戶進(jìn)行鑒權(quán)，與WLAN交互授權(quán)信息，對于每個通過鑒權(quán)和授權(quán)的用戶在HLR中登記其3GPPAAA服務(wù)器的地址。3GPPAAA服務(wù)器可以和AAA代理服務(wù)器物理上合設(shè)。

d.HLR/HSS位于3GPP用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)，HLR/HSS作為3GPP用戶接入WLAN業(yè)務(wù)時，存儲相關(guān)鑒權(quán)和授權(quán)信息的數(shù)據(jù)庫。

(3)基于3GPP系統(tǒng)的分組域業(yè)務(wù)

基于3GPP系統(tǒng)的分組域業(yè)務(wù)要求運營商將3GPP系統(tǒng)分組域的業(yè)務(wù)擴大到WLAN。這些業(yè)務(wù)可以包括基于IMS(IP多媒體子系統(tǒng))的業(yè)務(wù)、定位業(yè)務(wù)、即刻消息(Instantmessage)等。但對3GPP系統(tǒng)與WLAN部分之間業(yè)務(wù)連續(xù)性尚沒有要求。

(4)業(yè)務(wù)連續(xù)性

基于3GPP系統(tǒng)的分組域業(yè)務(wù)在WLAN和3GPP接入系統(tǒng)之間變化時，仍然能夠繼續(xù)保持業(yè)務(wù)連續(xù)性。

(5)無縫業(yè)務(wù)

基于3GPP系統(tǒng)的分組域業(yè)務(wù)無線接入技術(shù)之間的業(yè)務(wù)應(yīng)保持無縫特性。無縫業(yè)務(wù)的連續(xù)性含義為：在兩種無線接入技術(shù)之間，盡可能少的數(shù)據(jù)丟失和盡可能短的中斷時間。

(6)接入3GPP系統(tǒng)電路域業(yè)務(wù)

通過WLAN接入到3GPP電路交換核心網(wǎng)絡(luò)可以由如下技術(shù)方式實現(xiàn)：通過WLAN接口接入到3GPP電路交換核心網(wǎng)絡(luò)中，在不同接入技術(shù)之間進(jìn)行無縫和用戶透明的交換以連接承載電路域的業(yè)務(wù)。

2.2、與CDMA網(wǎng)絡(luò)的互通

目前3GPP2正在制訂WLAN與CDMA的互通標(biāo)準(zhǔn)，WLAN與3GPP2系統(tǒng)的互通模型如圖3所示。

在終端側(cè)，終端支持WLAN和移動網(wǎng)絡(luò)CDMA雙模卡，可同時識別兩套網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)兩套網(wǎng)絡(luò)同時存在時，需選擇進(jìn)入哪一個網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，由于CDMA標(biāo)準(zhǔn)系列與固定網(wǎng)IP基本類似。在網(wǎng)絡(luò)融合和互通方面具有天然的優(yōu)勢。用戶可以采用統(tǒng)一的用戶身份進(jìn)行鑒權(quán)，并采用統(tǒng)一的帳戶進(jìn)行計費(一帳式計費系統(tǒng))。

3、對3G與WLAN關(guān)系的看法

3G技術(shù)包括頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種技術(shù)。雖然，WLAN在一定區(qū)域所提供的移動業(yè)務(wù)對3GFDD技術(shù)在部分業(yè)務(wù)上有一定沖擊，但WLAN與3GFDD技術(shù)雖有差異，也可以互補，特別是在完成了網(wǎng)絡(luò)互通之后，將使得3G運營商如虎添翼，能夠進(jìn)一步擴大其總的市場和業(yè)務(wù)量。

對于3GTDD技術(shù)，由于其定位一直不十分明朗，存在的爭議也比較大。一種意見認(rèn)為它可作為運營商唯一選用的技術(shù)，單獨組網(wǎng)；另一種意見認(rèn)為TDD技術(shù)應(yīng)作為FDD的補充，來解決FDD在熱點地區(qū)的高業(yè)務(wù)量問題。近來通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)論壇的TDD專題小組，就TDD技術(shù)與WLAN技術(shù)進(jìn)行了研究和比較。特別是對在熱點地區(qū)，在多蜂窩組網(wǎng)的條件下，WLAN多用戶使用后的小區(qū)的吞吐量進(jìn)行了仿真，基本認(rèn)為TDD技術(shù)在用戶服務(wù)范圍、用戶享受的業(yè)務(wù)等方面仍然處于優(yōu)勢。我們也可以看到，隨著WLAN大規(guī)模的商用，該系統(tǒng)在安全和移動性方面的缺陷在逐步完善。因此WLAN對TDD形成的市場和業(yè)務(wù)競爭壓力要大于FDD。

綜合以上的討論和分析，應(yīng)該說，3G和WLAN由于不同的技術(shù)特性，兩者間具備互補性，可以做到協(xié)調(diào)發(fā)展、相互促進(jìn)。特別是在3G與WLAN的互連、互通等問題進(jìn)一步解決之后，WLAN應(yīng)具有更加廣闊的發(fā)展前景。同時，我們應(yīng)該更透徹地掌握兩者的不同特性，緊密關(guān)注并研究兩者互通對3G、WLAN設(shè)備和運營提出的新要求，在政策法規(guī)上積極研究和探討無需執(zhí)照業(yè)務(wù)的經(jīng)營和管理問題。□

參考文獻(xiàn)：

[1]3GPPTR22.934.FeasibilityStudyon3GPPSystemtoWirelessLocalAreaNetworkInterworking[S].2002.

[2]3GPPTD23.234.WLANSubsystem;systemDescription[S].2002.

收稿日期：2003-01-21

作者簡介：

王志勤，信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信技術(shù)體制與標(biāo)準(zhǔn)研究所副所長，電信傳輸研究所無線室主任，中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組(CWTS)GSM及UMTS核心網(wǎng)工作組組長。北京郵電大學(xué)無線通信專業(yè)畢業(yè)。長期從事移動通信的標(biāo)準(zhǔn)研究和測試工作，起草了大量的行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在GSM、GPRS和UMTS標(biāo)準(zhǔn)方面有深入的研究。在信息產(chǎn)業(yè)部組織的第3代移動通信技術(shù)試驗中，作為第3代移動通信技術(shù)試驗專家組(3GTEG)成員，擔(dān)任WCDMA和TD-SCDMA測試組組長，負(fù)責(zé)整體技術(shù)方案制訂與組織實施。