移动宽带借力WLAN与3G的深度融合

智能终端技术的发展和新型应用业务的涌现推动了移动互联网业务的发展。以iPhone为代表的智能终端的出现改变了用户通信习惯，移动用户不再满足于能够随时随地通信，更期待随时随地的高带宽数据服务。

另外，社交网络以及视频业务逐渐成为移动互联网时期最强势的两类应用，移动业务呈现多样化、宽带化的趋势。而这些都驱动了移动业务量的飞速增长，据预测截至2015年，全球移动宽带业务的复合年均增长率达到92%。

为了支持未来移动业务增长，一方面，移动通信网通过增加频谱资源、改进技术提高频谱效率等方法改进传统蜂窝移动通信网络容量，然而这些技术难以适应如此规模的增长。

另一方面，在资费计划或策略上进行限制，如中国电信运营商都限定了单用户的最高流量需求，这种价格杠杆一定程度上限制了移动终端用户对数据业务的使用，一定程度上伤害了运营商潜在的收入增长用户群体(如智能手机对应的高端用户)。

因此，运营商需要提供其他网络，为移动终端用户提供数据业务，以缓解移动通信中数据业务的压力。

通过Wi-Fi对移动网络的流量进行卸载是一种可行的技术，中国各运营商均加快了对WLAN网络的建设步伐。at&t报告显示，大量的数据业务来自于少量用户群体，如智能终端用户占at&t用户的3%，但是该部分用户使用了40%的网络流量。因此引导智能终端接入Wi-Fi热点，将大量数据流量通过Wi-Fi网络直接分流，一定程度上能缓解3G网络的容量压力。

WLAN与移动网络在技术及应用上存在较大差异。较传统移动蜂窝网络，作为最后一跳无线延伸的Wi-Fi网络在数据业务的传输上有先天的优势。而传统移动蜂窝网络在对网络的管理、端到端业务保障、安全等方面则更加严格。

为了更好地给用户提供服务，适应数据业务的快速增长需求，需要研究WLAN与3G网络的协作技术，推动WLAN与移动通信网络的融合。

两网融合的六大功能特征

3GPP依据异构网络融合中的紧密程度，定义了如表1所示的六类WLAN与移动蜂窝网络融合演进场景。从功能需求目标上，WLAN与移动蜂窝网络的融合包含了统一计费、统一认证、漫游、接入PS、切换、VoIP支持这几个功能特征。

WLAN与移动蜂窝网络的融合依据网络架构演进程度不同，在对各功能需求实现上产生了不同阶段技术的方案。下面将以3G网络架构为例对各类技术方案进行分析，并据此将其在后续演进中的发展进行阐述。

图1以3G网络架构为例，给出了各融合点的示意。在松耦合情况下，通过统一BOSS平台的方式，实现WLAN与3G账户的统一，进行了资费的捆绑，为融合业务的开展提供了平台。

D’/Gr’接口的耦合是实现统一认证业务的必然途径，将WLAN认证服务与移动蜂窝网络的鉴权服务进行互通，实现无感知接入服务，方便了WLAN用户的使用。在接入PS功能开展过程中，依据耦合接口的不同诞生了两种方案：3GPP PDG模式和3GPP TTG模式。

3GPP PDG方案通过新增的PDG设备将WLAN业务进行汇聚，直接访问PS域的各业务网关。与之不同，TTG则是承担了类似SGSN功能，接入3G的GGSN。将耦合接口进一步提前，推出的UMA(Unlicensed Mobile Access)方案，通过新增设备网元UNC，使用户在通话过程中，能够在WLAN与移动网络之间自由切换。

随着网络的发展，在LTE阶段网络架构进一步扁平化，WLAN融合技术在后续发展中持续演进，形成了以S2a/S2b/S2c接口耦合的三条技术路线。

统一账单计费、统一认证、漫游、接入PS域、切换、VoIP是WLAN与3G网络融合中的六大功能特征，不同的耦合方式通过不同的技术实现相关功能。BOSS系统融合以及利用D’/Gr’融合是分别实现统一账单计费、统一认证的必然途径，漫游功能的开展亦是依赖于上述接口的互通，实现CS域业务的连续性(如VoIP)需实现两种网络的紧耦合。

然而在对接入PS域时，依据耦合点的不同对应了不同的解决技术，如上述的TTG和PDG方案，以及LTE EPC阶段中基于S2a/S2b/S2c接口。

对于服务连续性需求可通过基于网络的GTP或MIP(S2b：PMIPv6)或基于客户端MIP(S2c：DSMIPv6)，当然UMA方案中通过统一接入实体能够实现平滑的切换。

融合演进需实现三大目标

WLAN与移动蜂窝网络的融合演进方向取决于业务融合需求与系统融合目标。WLAN与移动蜂窝网在网络架构、系统设计理念、无线接入控制、终端能力等方面都存在较大差异。下面将首先分析WLAN与移动蜂窝网络融合需求形成的技术目标，以指导网络融合演进的策略。

统一的接入认证：基于Portal方式的WLAN接入使得用户体验较差，WLAN需实现类蜂窝的用户接入体验。

协作式的网络传输：利用WLAN实现边缘化数据分流，有效缓解移动蜂窝网压力;同时实现业务使用与接入方式无感知，为用户提供丰富的数据业务服务。

动态的无线资源管理：随着业务属性趋向于多样化，单靠一种无线承载技术难以支撑，需实现异构网络之间的联合资源调度与性能优化。

WLAN与移动蜂窝网络融合需实现统一的接入认证、协作的网络传输、动态的资源调度三个技术目标，其体现了WLAN与移动蜂窝网络从隔离，走向协作并最终走向融合的发展思路。

因此对于WLAN与移动网融合业务的开展亦须从这三点出发，具体包括：部署融合的认证平台，连通WLAN与移动蜂窝网络的接入认证;

基于P-GW的统一分组接入，与WLAN网络协作工作;通过共享接入网负载/无线资源信息，实现两网的协作调度。

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