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WLAN与蜂窝网络的优化融合方案

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6-30所示为3GPP I-WLAN的参考架构模型。WLAN接入网关位于归属PLMN,漫游状态位于寄属PLMN。图6-31 PDG结构2.I-WLAN融合的6种场景3GPP采用灵活的、可扩展的途径来分布实现从简单的互连到全面无缝的系统间互通等多种应用场景,表6-1所示的场景提供由松到紧的网络耦合度。表6-1 DLB-MSA策略的参数及其含义如图6-32所示,根据3G网络各个接口,可对3GPP I-WLAN的耦合方案进行分类。

WLAN与蜂窝网络的优化融合方案

基于3GPP标准的3G无线技术的引入使具有移动性的高速分组接入得以实现。在网络建设初期,室内站点较为缺乏,而高频段的信号穿透能力有限,室内的信号覆盖质量严重影响了3G网络的运营。据统计3G网络有60%~70%的数据流量来自室内用户,热点地区数据流量的急剧上升和突发性也给网络负载带来巨大压力。因受频谱资源、容量和成本等因素的制约,为热点地区和室内用户提供高质量服务始终成为一大难题。

基于IEEE 802.11系列标准的WLAN(无线局域网)是一种广泛应用于热点地区如家庭、办公室、咖啡屋、酒店和机场等的高速无线接入技术。快速上升的无线数据业务需求,以及大规模生产的芯片成本大大降低,使得WiFi已经成为笔记本电脑的标准配置并广泛普及。而随着2009年工业和信息化部开放WLAN手机入网限制(但要求终端必须支持WAPI功能),而市场上支持WCDMA的手机大都也配置了WiFi设备。另外,随着3G规模商用,用户的增加使得网络的业务承载能力受到极大的挑战。

因此,从中国政策环境的开放、用户对移动业务的需求以及3G网络承载能力的挑战角度,我们需要研究WLAN与3G网络的融合技术,将WLAN作为3G室内覆盖的有益补充,分流热点区域高速数据业务。

1.I-WLAN系统架构

3GPP规范从版本R6开始引入I-WLAN标准来规范WLAN与3GPP系统之间的交互和互通,并试图将WLAN作为3G的一种补充无线接入技术。图6-30所示为3GPP I-WLAN的参考架构模型。

该系统架构包含以下网元:

1)终端:居于WLAN接入能力的3G终端,支持3GPP USIM卡。

2)3GPP AAA Proxy(代理)/Server(服务器):3GPP AAA代理提供3GPP网络代理和过滤功能,可以作为独立物理单元,可也位于3GPP AAA服务器或其他网元内部。3GPP AAA服务器位于3GPP网络内,每个WLAN附着用户只有一个对应3GPP AAA服务器。

3)HLR/HSS:包含访问3G用户及WLAN互通服务所需的用户注册信息,还包括3GPP WLAN QoS表认证和注册信息等。

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图6-30 3GPP I-WLAN架构模型

4)WAG(WLAN Access Gateway,WLAN接入网关):提供WLAN接入网络和3G网络之间的数据路由,使得向WLAN UE提供3G分组业务服务成为可能。WLAN接入网关位于归属PLMN,漫游状态位于寄属PLMN。

5)PDG(Packet Data Gateway,分组数据网关):WLAN用户通过PDG来接入3GPP的分组业务。业务激活后,PDG将分配WLAN终端远程IP地址并与本地IP地址绑定。PDG还提供地址转换和映射,在PDN和WLAN-3G连接用户间提供路由等。

如图6-31所示,PDG物理上可由TTG(Tunnel Termination Gate-way,隧道终结网关)+GGSN来实现,以重复利用3G网络已有的GGSN节点。其中Gn′为Gn接口的一个子集。

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图6-31 PDG结构(www.xing528.com)

2.I-WLAN融合的6种场景

3GPP采用灵活的、可扩展的途径来分布实现从简单的互连到全面无缝的系统间互通等多种应用场景,表6-1所示的场景提供由松到紧的网络耦合度

表6-1 DLB-MSA策略的参数及其含义

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如图6-32所示,根据3G网络各个接口,可对3GPP I-WLAN的耦合方案进行分类。

1)松耦合:采用统一BOSS方案,对应场景为统一账户和资费的捆绑;

2)D/Gr接口耦合:基于SIM的认证方案,对应场景为统一认证;

3)Gi接口耦合:3GPP PDG模式,对应场景为统一认证和接入PS业务;

4)Gn接口耦合:3GPP TTG模式,对应场景为统一认证和接入PS业务;

5)Iu-PS接口耦合:UMA方案,对应场景为统一认证和接入CS、PS业务。

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图6-32 I-WLAN耦合点示意图

另外,WiFi通常采用无线传输,同时与3G网络采用不同的频段,对于运营商自身部署的WLAN网络来说,其为可信网络,亦是另外一种无线资源。我们提出将融合的耦合点进一步往前推移,推向Node B与RNC间的Iu-b接口。如图6-33所示。

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图6-33 基于Iu-b接口耦合的网络融合方案

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