3G与WLAN的关系

随着电信行业竞争的加剧，快速建网以获得大客户至关重要。同时第3代移动通信(3G)技术应用的延迟，为以高带宽，灵活部署为主要特点的无线局域网(WLAN)提供了绝好的市场空间。

　　中国移动在2002年已推出“GPRS加WLAN”无线数据捆绑业务，CDMA加WLAN的技术方式也在探讨之中。蜂窝技术与WLAN的结合，使得用户在热点地区可通过无线局域网实现高速接入，在没有WLAN覆盖的地区则转到蜂窝系统的网络中，实现WLAN与蜂窝网络的协调发展。蜂窝技术与WLAN的结合弥补了WLAN服务范围过小的缺陷，使移动运营商能抢先占领数据市场。

　　当然，WLAN在公网使用还存在着一些技术问题，需要进一步解决，如安全问题、传送实时业务时的服务质量(QoS)问题等。在业务管理模式上和经营模式上也需要进一步探讨。目前WLAN与蜂窝技术的结合主要集中在网络侧计费和认证方式方面。从长远的技术发展趋势来看，在网络结构和协议以及无线接口上都会展开深层次的融合工作。

　　1 3G与WLAN技术对比

　　从3G与无线局域网(WLAN)不同的技术特性和支持的不同功能来看，3G与WLAN本质上可以说是互补的，协调好两者间的关系将促进彼此的发展。3G与WLAN在技术特性上存在明显的差异。3G与WLAN各有优势与局限性，支持不同的需要，因此两种技术间存在互补的基础。

　　3G植根于传统的电信领域，其目标、理念为直接面向公众提供电信级的业务。从3G概念一提出，就确立了高带宽、提供多媒体业务(包括语音和数据)、全球漫游等目标，其用户可享受良好的安全性和不同QoS。

　　WLAN受到传统的数据通信力量(如企业网络公司)的推动，可以说WLAN是有线局域网向无线世界的一种拓展，其目标主要是在无线环境下提供数据通信(而非语音)能力。

　　3G可提供广域的覆盖，但带宽远低于WLAN；WLAN适用于短距离覆盖，但带宽高。因此3G的运营商完全可以采用WLAN来进行大楼内的覆盖，提供更高的带宽。

　　WLAN目前主要用于写字楼、宾馆、机场等所谓的“热点”地区，由诸如数据通信公司建设，向用户提供互联网接入服务。WLAN的覆盖范围比较有限，在移动性、安全性，以及对业务的控制能力方面均弱于蜂窝系统。要建设可运营、可漫游的电信级WLAN网络，WLAN的可靠性、稳定性还需要在实践中进行检验。

　　2 3G与WLAN的互通

　　为推动3G与WLAN两种技术的协调发展，第3代移动通信合作计划(3GPP)等国际标准化组织在进行了3G与WLAN互通的研究工作，制订了工作计划和目标，并取得了一定进展。目前工作的重点是研究如何利用3G网络的能力来向WLAN系统提供用户接入认证、计费业务。

　　2.1 与3GPP系统的互通

　　图1所示为3GPP系统与WLAN互通的参考模型，主要说明了在3GPP系统与WLAN互通过程中需要引入的网络单元。根据互通方式的不同，对于设备的要求也不相同。在WLAN侧需支持互通的功能为WLAN接入控制、接入鉴权、计费、移动性管理。在3GPP系统侧需互通的功能包括接入鉴权、计费、加密、移动性管理。

　　针对WLAN与3GPP系统的互通，目前在3GPP中定义了6种情景。

　　(1)公共计费和客户服务

　　这是最简单的互通方式。在这种方式下，仅对客户关系上是统一的，用户收到移动运营公司的同一帐单，帐单包含移动和WLAN业务，但两个系统的安全机制可完全独立。

　　(2)基于3GPP系统的接入和计费

　　3GPP系统和WLAN在安全方面采用相同的机制。鉴权、授权和帐目由3GPP系统提供。在业务层面，没有对WLAN用户提出更高的要求。

　　目前在市场上应用的业务主要基于3GPP系统的接入和计费。在漫游情况下其工作示意图如图2所示。WLAN用户的鉴权和授权原则上归属网络进行，计费可根据运营的需要进行在线计费和离线计费。

　　在3GPP与WLAN互通的参考模型中，接入控制的各网络实体的主要功能为。

　　a. 终端设备(UE)带有用户识别模块(SIM)卡。它用于3GPP的用户接入到WLAN的互通业务。UE可仅支持WLAN，或者为WLAN与3GPP系统同时支持。

　　b. 3GPP代理AAA代表在3GPP系统拜访网络中的Diameter 代理及过滤功能。它的主要功能为：在WLAN与3GPP AAA 服务器之间中继计费、鉴权、认证(AAA)信息，向本地呼叫控制功能/计费网关(CCF/CGw)报告计费和帐务信息，接受用户侧的授权信息，向WLAN前转授权信息，根据本地策略拒绝授权。

　　c. 3GPP AAA服务器位于3GPP系统中，它的主要功能为：获取鉴权信息和用户文件，基于从归属位置寄存器/归属用户系统(HLR/HSS)获得的信息对用户进行鉴权，与WLAN交互授权信息，对于每个通过鉴权和授权的用户在HLR中登记其3GPP AAA服务器的地址。3GPP AAA服务器可以和AAA 代理服务器物理上合设。

　　d. HLR/HSS位于3GPP用户归属网络，HLR/HSS作为3GPP用户接入WLAN业务时，存储相关鉴权和授权信息的数据库。

　　(3)基于3GPP系统的分组域业务

　　基于3GPP系统的分组域业务要求运营商将3GPP系统分组域的业务扩大到WLAN。这些业务可以包括基于IMS(IP多媒体子系统)的业务、定位业务、即刻消息(Instant message)等。但对3GPP系统与WLAN部分之间业务连续性尚没有要求。

　　(4)业务连续性

　　基于3GPP系统的分组域业务在WLAN和3GPP接入系统之间变化时，仍然能够继续保持业务连续性。

　　(5)无缝业务

　　基于3GPP系统的分组域业务无线接入技术之间的业务应保持无缝特性。无缝业务的连续性含义为：在两种无线接入技术之间，尽可能少的数据丢失和尽可能短的中断时间。

　　(6)接入3GPP系统电路域业务

　　通过WLAN接入到3GPP电路交换核心网络可以由如下技术方式实现：通过WLAN接口接入到3GPP电路交换核心网络中，在不同接入技术之间进行无缝和用户透明的交换以连接承载电路域的业务。

　　2.2 与CDMA网络的互通

　　目前3GPP2正在制订WLAN与CDMA的互通标准，WLAN与3GPP2系统的互通模型如图3所示。

　　在终端侧，终端支持WLAN和移动网络CDMA双模卡，可同时识别两套网络。当两套网络同时存在时，需选择进入哪一个网络。在网络侧，由于CDMA标准系列与固定网IP基本类似。在网络融合和互通方面具有天然的优势。用户可以采用统一的用户身份进行鉴权，并采用统一的帐户进行计费(一帐式计费系统)。

　　3 对3G与WLAN关系的看法

　　3G技术包括频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种技术。虽然，WLAN在一定区域所提供的移动业务对3G FDD技术在部分业务上有一定冲击，但WLAN与3G FDD技术虽有差异，也可以互补，特别是在完成了网络互通之后，将使得3G运营商如虎添翼，能够进一步扩大其总的市场和业务量。

　　对于3G TDD技术，由于其定位一直不十分明朗，存在的争议也比较大。一种意见认为它可作为运营商唯一选用的技术，单独组网；另一种意见认为TDD技术应作为FDD的补充，来解决FDD在热点地区的高业务量问题。近来通用移动通信系统(UMTS)论坛的TDD专题小组，就TDD技术与WLAN技术进行了研究和比较。特别是对在热点地区，在多蜂窝组网的条件下，WLAN多用户使用后的小区的吞吐量进行了仿真，基本认为TDD技术在用户服务范围、用户享受的业务等方面仍然处于优势。我们也可以看到，随着WLAN大规模的商用，该系统在安全和移动性方面的缺陷在逐步完善。因此WLAN对TDD形成的市场和业务竞争压力要大于FDD。

　　综合以上的讨论和分析，应该说，3G和WLAN由于不同的技术特性，两者间具备互补性，可以做到协调发展、相互促进。特别是在3G与WLAN的互连、互通等问题进一步解决之后，WLAN应具有更加广阔的发展前景。同时，我们应该更透彻地掌握两者的不同特性，紧密关注并研究两者互通对3G、WLAN设备和运营提出的新要求，在政策法规上积极研究和探讨无需执照业务的经营和管理问题。

　　参考文献：

　　[1] 3GPP TR 22.934. Feasibility Study on 3GPP System to Wireless Local Area Network Interworking [S]. 2002.
　　[2] 3GPP TD 23.234. WLAN Subsystem; system Description [S]. 2002.

[摘要] 文章对无线局域网与3G的技术特点进行了比较，重点探讨了两种技术的多种网络互通方式，并对两种技术的相互关系和各自定位发表了相应意见。

[关键词] 无线局域网；第3代移动通信；网络互通

[Abstract] The technical features of WLAN and the 3G mobile communication network are compared with each other, and emphasis is placed on the discussion of different interworking ways of the two technologies. Opinions to the relationships between 3G mobile and WLAN, and the positioning of the two technologies are given finally.

[Keywords] WLAN; 3G mobile communication; Network interworking