多接入带宽聚合打造低成本超高速移动宽带

低成本实现更高带宽

    在移动互联网时代，随着终端能力的提升，尤其是智能终端的普及和三屏/三网融合业务的发展，用户对业务接入带宽的需求进一步提升。来自AT&T的统计数据表明，用户通过iPhone接入移动互联网使AT&T移动网流量在用户规模保持的情况下，3年内增长了接近50倍。另一方面，移动接入技术从GPRS、UMTS发展到HSPA、HSPA+和LTE，接入带宽也从10kbps发展到了100Mbps的量级。即使是这样，根据目前移动互联网流量的发展势头，预计也难以满足用户对带宽的需求。一方面，移动宽带接入不同于固定宽带接入，它是不受时间、地点限制的个人通信业务，另一方面，随着带宽的增加，除去传统的移动分组业务接入需求，类似P2P业务、多媒体视频等高带宽的业务也成为基本业务需求。这些业务对QoS有着不同的要求，对带宽的消耗也很高。是否有一种技术在提升用户的业务体验的同时又能降低网络的接入成本？

    实际上，由于频谱资源的限制，由单一接入方式构成的移动网络难以在带宽和成本上实现良好的均衡。3GPP EPS（R8）定义终端可以通过不同接入系统（包括3GPP接入网和非3GPP接入网）接入网络，但前提是多模单待型终端，即移动终端在某一特定的时刻只能通过一种接入系统（3GPP或者非3GPP）接入网络，而不支持移动终端通过多种接入系统同时接入到网络。只有进一步提升现有终端的能力，使得移动终端能够同时通过不同接入系统接入网络，通过网络和终端的配合，甚至可以将多种接入的带宽绑定起来以较低的成本实现更高的带宽，这就是多接入带宽聚合技术MAB（Multi-Access Bandwidth Binding）。

多接入带宽聚合技术及其应用
基本特性

    MAB通过对网络中部分功能实体的增强，使得用户能够同时通过多种接入技术访问一种或多种业务，并且可以实现业务的传输质量和费率的最优化。MAB通过不同接入网来传输业务，实现了网络负荷的分担。多接入带宽聚合技术基于以下前提和需求提出。

    ● 多模多待移动终端的普及，为终端同时通过不同的接入系统接入网络提供了基本前提。

    ● 用户对业务的需求：多模多待终端用户希望能够同时访问多种业务，并希望每种业务的传输质量和费率等做好最好的权衡和优化，这样不同的业务就需要在不同的接入系统中传输，并且能够动态地在不同的接入系统中调整。

    ● 负荷负担：终端如果通过单接入系统接入网络，由于同时存在多种业务，会造成多种业务抢占资源，势必影响某些优先级较低的业务的传输质量。通过MAB来传输不同的业务，可分担网络负担。

    ● 无缝移动：多接入不仅要提供多模多待的同时接入，更重要的是当用户移动时，根据无线信号覆盖、网络负载和QoS要求对分布在不同接入系统中的业务流/IP流进行动态地调整，即各业务流/IP流在多种接入系统中的重分布。

应用场景

    ● 无线信号覆盖原因导致的业务数据流迁移
   
     由于无线信号覆盖原因导致的业务数据流迁移的情况是最为普遍的场景。

    具体而言，用户在家中，有3GPP和非3GPP的多种无线信号覆盖，非3GPP接入可能是一个本地的WiFi热点。用户可以同时通过E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）和WiFi接入EPC（Evolved Packet Core），此时UE（用户设备）需要考虑当前业务的特点，如业务的QoS需求、带宽和费率等因素选择不同的接入系统传输业务。

    例如，用户当前开着以下业务：视频电话（Video Telephony）、媒体文件同步（下载TV系列）、非对话的视频流（IPTV）、P2P下载。不同QoS需求的业务数据流，无论是否来自同一个应用，可以基于运营商的策略、用户的意愿、应用业务的特点以及接入系统的特征选择不同的接入系统路由。例如，如图1上半部分所示，视频电话的音频部分（VT1：IP 流2）可以通过3GPP接入网传输，而其视频部分（VT2：IP 流3）可以通过非3GPP接入网传输；其余的像非对话的视频流（IPTV：IP 流5）通过3GPP接入网传输，P2P的下载（IP 流4）和媒体文件同步通过非3GPP接入系统传输。此后，如图1下半部分所示，由于用户外出，UE离开了非3GPP接入覆盖，为了保证业务的连续性，原来通过非3GPP接入传输的IP流迁移到了3GPP网络。

 图1 无线信号覆盖原因导致的业务数据流迁移

    ● 网络负荷原因导致的业务数据流迁移

    图2描述了MAB技术的另一种因网络负荷而触发的流迁移的典型应用场景。UE同时通过3GPP和非3GPP接入EPC后，各种业务的IP流分别在3GPP和非3GPP接入中传输；在某个时刻，用户从非3GPP接入发起了FTP的下载业务，非3GPP接入的负荷加重，为了保证其他业务的正常访问，非对话类视频业务以及Web访问业务的IP流相继迁移到3GPP接入；当FTP下载业务结束后，非对话类视频业务以及Web访问业务的IP流又迁移回非3GPP接入。

图2 网络负荷触发的流迁移

    该场景中，网络负荷的检测可以由UE或网络侧完成。终端可以感受业务的质量，例如，下载电影的速度、实时游戏的顺畅度、浏览网页时的服务器反应速度，判断当前网络是否拥塞，决定是否发起业务流的迁移。基站和网络亦可检测自身的拥塞程度，例如eNB检测到网络的拥塞程度后向该eNB上的所有的用户的核心网上报，多接入用户的核心网网元（如MME）接到该信息后会发起业务流的迁移。

    ● 基于终端速度的业务数据流迁移

    还有一些厂商提出了基于终端速度的业务数据流迁移应用。即根据终端的状态来选择接入网。终端状态分为：静止状态，徒步移动状态和车速移动状态。但是由于这种场景的复杂性，标准组织暂时不将其作为研究内容，后续版本可能会对此场景研究。

    一种可行的方案是：静止状态，终端处于办公室或家中，WiFi是主接入，3GPP作为补充，大数据流量的业务可以通过WiFi走；徒步移动状态，终端要从WiFi和3GPP双发双收，保证数据不丢包，实现平滑的切换和过渡，WiFi可以处于休眠或关闭状态，当UE再次进入静止状态，可以快速切换回来；车速移动状态，即使WiFi还能暂时接入，也必须将业务从WiFi切换到3GPP接入，因为移动终端的快速移动，可能很快就移动出WiFi覆盖范围，防止业务在WiFi和3GPP接入的乒乓切换。

中兴通讯MAB解决方案

    针对移动互联网发展需求和多种接入长期并存的趋势，中兴通讯在不改变现网架构，现有网络和终端的改动降低到最小的基础上推出了低成本的多接入聚合解决方案。该方案实现了多种接入方式统一认证，通过多种接入带宽汇聚和绑定提升用户接入带宽，改善用户的移动数据业务体验 ，并提供多种接入网络间无缝移动和网资源动态分配，实现多网和谐均衡发展（如图3）。其主要特性如下。

 图3 中兴通讯MAB解决方案

    ● 一个IP会话聚合多个无线网络带宽
    终端获取一个IP地址，聚合带宽，将多个网络通道捆绑成一个数据业务通道。由终端根据应用特点或网络下发的策略，为不同应用程序选择2G/3G/LTE和WLAN分别进行路由转发，充分利用多种无线资源，不同应用择网路由。

    ● 良好的用户感受
    一个无线宽带提供一致业务体验的数据业务服务，用户随处移动，业务始终保持相同服务质量，统一认证，改善数据业务体验，当用户在不同接入网络中移动时可以保持会话连续性。

    ● 网络资源动态分配，降低成本
    在不需要升级改造现网设备的同时，可结合PCRF（策略和计费规则功能），综合全网负荷，动态下发流迁移策略，实现网络和终端的业务流路由策略交互，动态调整业务流的多网路由，实现资源动态分配，优化网络负荷。

[关键词] 核心网,移动核心网,IMS