WLAN与cdma 2000 1x融合的解决方案

目前全球移动通信网络主要通过通用分组无线业务(GPRS)和分组数据业务系统(PDSS)为移动用户提供分组数据接入服务，如何把WLAN网络和GPRS或者PDSS网络融合起来是许多设备制造商和运营商正在考虑的问题。本文以PDSS网络为例，对如何将cdma 2000 1x的PDSS网络和WLAN网络进行融合做一个探讨。

　　1 松耦合技术融合方案

　　松耦合是指WLAN的接入服务器(如NAS)和cdma 2000 1x的接入服务器(如PDSN)各自完全独立，在固定网络中一般使用同一个鉴权、认证、计费(AAA)服务器对用户进行鉴权、授权和计费。两种网络间的耦合性非常低，彼此互不干扰，一种网络的建设和发展一般不影响另外一种网络。普通的松耦合解决方案中，接入点和NAS之间直接通过2层交换网络相连，没有接入点网关（APGW）节点。

　　2 紧耦合技术融合方案

　　紧耦合是指两种网络尽可能多地采用相同的固定分组网络的资源，彼此仅在无线网络上相互独立。PDSN是cdma 2000 1x网络的接入网关，移动终端通过PDSN接入分组网络。传统的PDSN只为cdma 2000 1x用户提供分组数据接入服务。在紧耦合的方案中，在PDSN上集成了WLAN用户的接入服务，这个新的节点就叫通用数据业务节点（GDSN），GDSN可以同时支持cdma 2000 1x用户和WLAN用户的接入服务，而PDSN仅为cdma 2000 1x用户提供接入服务。

　　采用WLAN和cdma 2000 1x紧耦合方案的网络节点主要有：接入终端、接入点、接入点网关、GDSN、归属代理、AAA服务器。

　　3 松耦合和紧耦合融合方案比较

　　将两种融合方案进行比较可以分别看出它们各自的优缺点。

　　松耦合的优点有：

　　(1)WLAN和cdma 2000 1x完全独立，互不影响。

　　(2)实现的技术融合的门槛较低，有较多的成熟产品。

　　松耦合的缺点有：

　　(1)组网以及管理难度较大。

　　(2)由于各业务区相互独立，不同业务区的NAS不能共用，即使出现了不同业务区的负荷严重不均现象，设备也无能为力，所以不同业务区间无法负荷分担。

　　(3)当终端用户采用简单IP方式接入时，由于接入的是不同的接入服务器，所以无法实现两网间的切换，一般只能通过移动IP技术才能实现WLAN和cdma 2000 1x间的切换，这样势必加大HA的负担以及传输网络的负担，因而切换不方便。

　　(4)松耦合提供的仅是WLAN网和cdma 2000 1x网的简单融合，彼此仅共用了一个AAA服务器，所以两网融合得比较勉强。

　　紧耦合的优点有：

　　(1)遵循cdma 2000的标准。WLAN的网络结构和cdma 2000 1x的结构类似，网络结构清晰。

　　(2)采用统一的接入服务器为WLAN和cdma 2000 1x用户提供接入服务，可方便地把新的业务(如分组预付费)同时推广到两种网络中。

　　(3)终端用户跨网络切换方便。

　　(4)运营成本低，维护方便。在各个业务区只需要摆放一个APGW，它可以为所有服务区服务。

　　(5)采用标准的R-P接口技术可以实现具有不同接入功能的PDSN间的集群，可以让不具备WLAN接入能力的PDSN专门为cdma 2000 1x终端服务，同时支持两种接入服务的GDSN为WLAN用户以及双模(即WLAN加cdma 2000 1x)用户服务，使不同接入功能的PDSN和平共处。

　　紧耦合的缺点有：

　　(1)如果要让已有的PDSN也能支持WLAN业务，需要对现有的PDSN进行软件升级。

　　(2)实现的难度比松耦合要大，有些情况下需要改造现有的网络设备。

　　从技术的角度分析，紧耦合的融合方案要比松耦合的融合方案更先进、科学，它正逐步地被越来越多的组织、机构所认可。实际上，本文提出的紧耦合方案和松耦合方案并没有多大的本质冲突，如果把GDSN分别放置在WLAN网络和CDMA网络中，并关闭WLAN网络中GDSN的CDMA分组接入功能，关闭CDMA网络中GDSN的WLAN分组接入功能，那么此时就完全是一个松耦合的解决方案，同时这种松耦合方案的应用还继承了紧耦合方案的很多优点，需要提醒的是这种松耦合方案不同于前面提到的普通的松耦合解决方案。

　　4 技术融合的解决方案

　　从长远的角度考虑，紧耦合方案更具有融合的价值，因此在分析WLAN和cdma 2000 1x融合方案存在的问题同时，本文针对紧耦合方案给出分组数据节点并存、用户标识、漫游、切换等问题的解决方案。

　　4.1 PDSN和GDSN并存

　　WLAN一般作为cdma 2000 1x网络接入方式的一种补充，通常情况下cdma 2000 1x网络先于WLAN网络的建设，在建设cdma 2000 1x网络的时候可能没有考虑到如何将WLAN网络和cdma 2000 1x融合，因此就自然存在PDSN和GDSN如何共存的问题，只有解决共存问题才能充分保护运营商的先期投资。为此在设计WLAN网络时，对PDSN和GDSN并存的解决方案应做如下考虑：

　　(1)先前建设的PDSN继续为纯的cdma 2000 1x用户服务。

　　(2)GDSN主要为WLAN用户以及WLAN和cdma 2000 1x用户服务。

　　(3)WLAN和cdma 2000 1x的接入网关需要合并，这样可以为终端用户提供诸如切换等有特色的分组业务，也为将来cdma 2000 1x用户的扩容提供基础。

　　(4)WLAN作为cdma 2000 1x网络的补充，网络规划时应主要考虑WLAN用户的需要。为了能使GDSN和PDSN和平共处，使WLAN的建设不影响到cdma 2000 1x网络的正常运行，可以采用标准R-P接口信令实现用户在PDSN和GDSN间的智能选择。在PDSN和GDSN共存的网络上，接入预选机(APM)软件对实现两者的共存起到了非常重要的作用。WLAN用户以及cdma 2000 1x用户在接入时都要通过APM的预选择来决定最终的接入服务器。如果是WLAN用户，APM将推荐到支持WLAN接入的GDSN那里；如果是纯cdma 2000 1x用户，它将被推荐给PDSN；如果是双模用户，它将被推荐给GDSN。

　　4.2 用户标识

　　目前对移动终端的认证主要有两种。一种是采用基于传统CDMA话音业务的HLR认证。该方案要求在WLAN网卡上安装用户识别模块(SIM)卡，移动终端接入到WLAN网络时，首先需要根据SIM卡上的国际移动台标识(IMSI)到CDMA网络中的HLR进行身份认证，移动终端只有在身份认证通过后才能使用WLAN网络资源。这种方案的优点是可以充分利用CDMA已有的可靠身份认证体制，但这将对WLAN终端的类型产生过多的限制，普通的WLAN网卡根本不具备此功能，另外这和CDMA的发展方向有冲突，在将来的网络中HLR终将被RADIUS取代。另一种就是基于用户的RADIUS认证体制。该体制在CDMA的分组网络体系中已有成熟的运用，移动终端接入到WLAN或者CDMA分组网络时，均需要进行用户身份的认证。在该种方案中WLAN用户和CDMA分组网络用户采用相同的认证机制，有效地利用CDMA分组网络提供的可靠的安全认证机制，不需要另外再增加过多的投资。

　　4.3 漫游

　　CDMA网络采用IMSI唯一标识终端用户，系统可以通过IMSI对终端进行认证、授权和计费等，即使用户漫游到外地也能如此。而对于WLAN用户的漫游处理相对就复杂一点，WLAN用户一般通过用户名标识，用户名应当用下面两种方式表达：

　　(1)手机号加密码的方式，拜访AAA服务器通过分析手机号码找到该终端对应的用户。

　　(2)卡号加密码的方式或者用户名加密码的方式，如果采用用户名或者卡号的方式标识用户，那么不同归属地的用户可能会存在同名的问题，另外一般用户名或者卡号中是不包含其归属地的信息，因此这种类型的用户漫游到外地时必须统一在用户名或者卡号的后面添加一个归属地的域名，AAA服务器可根据后缀域名判断其归属地。

　　4.4 切换

　　移动用户最大的特点是移动，如何解决用户在网络间的自由切换是两网结合需要解决的重要问题。

　　最常用的方法是移动终端安装双模网卡，同时集成WLAN网卡和CDMA网卡两种功能，双模网卡根据所处的场所决定是使用WLAN网络，还是使用CDMA网络。除双模网卡自己自动选择接入网络外，移动用户也可以手工选择接入的网络。除有双模网卡的支援外，还需要相关的软件支持。例如在笔记本电脑上还需要安装网卡的驱动程序，通过该驱动程序使得上层的业务应用不受底层接入网络变化的影响，在切换过程中保持移动终端的IP地址的不变，这是简单IP接入方式下实施无缝切换的关键。

　　由于种种原因，WLAN和cdma 2000 1x的双模终端尚未开始商用，双模终端跨网络切换时牵涉到终端、无线网络以及GDSN等网元，因此无法实现终端用户跨网络的无缝切换。针对目前终端的现实情况，可以采用一种终端自动拨号加用户手工参与的替代方案实现终端的跨网络的半自动切换，即终端拨号程序优先选择接入WLAN，在WLAN网络无法接通的情况下选择接入cdma 2000 1x网络。当用户移出WLAN网络并且进入cdma 2000 1x网络时，终端拨号程序也是自动拨号接入到cdma 2000 1x网络；反之从cdma 2000 1x网络进入WLAN网络时，由于cdma 2000 1x的覆盖范围一般涵盖WLAN，终端无法自动切换接入WLAN网络，此时就需要用户的手工参与。

　　通过移动IP技术接入也可以实现终端跨网络的无缝切换。不管是WLAN终端还是cdma 2000 1x终端，它们的IP地址都是其归属代理(HA)分配的，而GDSN只承担外地代理(FA)的功能，在发生终端跨网络的切换时，即使GDSN发生了变化，但HA却保持不变，AT的IP地址不会发生变化，所以AT的网络通信不会由于网络的切换而产生中断。

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[摘要] 文章介绍了WLAN与cdma 2000 1x两种网络技术融合的解决方案，分析了两种网络技术融合后所面临的主要问题，并给出了分组数据节点并存、用户标识、漫游、切换等问题的解决方案。

[关键词] 无线局域网；码分多址；通用数据业务节点；接入点网关

[Abstract] The technical solutions for the convergence of WLAN and CDMA 2000 1x are presented and compared. Problems brought on by the network convergence are analyzed, and solutions to problems such as the coexistence of packet data service nodes (PDSNs), user identification, roaming, and handoff are discussed in detail

[Keywords] WLAN; CDMA; GDSN; Access point gateway (APGW)