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3G与WLAN交互网络结构

来源:中国联通网站?? 2007年05月15日 ?? 收藏0

摘要:3G/WLAN系统的交互,通过无线局域网(WLAN)接入控制功能增加新业务功能,如先进业务支持、实时对等IP通信等;通过引进WLAN和蜂窝 IP连接不同类型动态交换;利用多种接入技术和用户内部先进技术来提供不中断业务和可靠安全接入。3G/WLAN是迈向新一代无线移动网络的关键,在系统性能上具有巨大的技术优势,同时也将发挥出巨大的市场潜力。3G通信系统标准组织(3GPP)把3G/WLAN交互系统作为3GPP的附加标准。在移动环境中,3G/WLAN网络双模终端可提供无处不在、带宽可变、服务质量(QoS)可保证的多种高速率业务。

  蜂窝移动通信系统提供了巨大的公众无线接入市场。3G网络采取宏区、微区和微微区的分层结构,每个区又采用多载频技术。微区和微微区的基站采用小区扇形极化和多输入多输出(MIMO)技术,可在较小覆盖区提供额外信道容量,解决用户高速率视频流业务的增长。3G通用移动通信系统(UMTS)的 3GPP组织启动3GPP/WLAN交互结构作为3GPP的附加标准,给3GPP用户提供公众无线局域网(WLAN)接入业务,3GPP预约,网络选择,基于3GPP认证、鉴权和用户识别模

块/通用签约用户识别模块(SIM/USIM)密钥,数据路由和用户计帐等功能。

  WLAN逐步成为一种公众无线接入方式,WLAN网络采用小区扇形极化和MIMO技术可在室内30 m或室外100 m半径覆盖区提供额外信道容量。WLAN网络的主要优点是可以低成本配置,无线接入成本仅占3G基站的很小一部分,将有力地促进无线接入市场的发展。 3G/WLAN网络双模终端可提供无处不在的,带宽可变的,可保证服务质量(QoS)的多种高速率业务。

  3G网络工作在规定的无线频率频段,而WLAN网络工作在无线频率非许可频段,会产生不协调干扰,进而减少无线接入的覆盖范围。WLAN网络以高性能价格比用于用户业务需求猛增的热点区,WLAN网络的小覆盖区域能力不能提供3G网络那样的广覆盖能力,需大量的接入点(AP)来覆盖[1-4]。

  3G网络和WLAN网络的主要区别是在终端移动限制条件,3G网络的移动终端可广泛地配置,而WLAN网络受终端位置、移动速度的影响。3G网络提供话音和数据业务,而WLAN网络主要提供数据业务。可见,3G网络和WLAN网络具有互补性,一个网络的优点是另一个网络的缺点。3G网络和 WLAN网络的一体化可同时综合双方的优点,减少双方的缺点[5-7]。

  1 3G/WLAN结构设计

  3GPP与WLAN互通结构设计的关键技术基于IEEE 802.11标准,提供3GPP和WLAN之间的交互功能。

  WLAN终端和IP网络在WLAN的接口层完成IP连接,WLAN系统把基本IP业务链接到应用层IP骨干网。其中,动态主机配置协议 (DHCP)的服务器承担WLAN终端的IP堆栈配置。域名服务器(DNS)把Internet全保质域名(FQDN)地址转换为IP地址。网关/端口地址转换(GW/NAPT)为链接外部IP网络的网关,承担IP网络地址和端口变换(NAPT)任务,使WLAN接入网以位于WLAN内的专用IP地址获取外部IP网的业务。超文本传输协议(HTTP)服务器给接入用户提供本地应用层业务,终端以Web浏览器控制接入,把登录的Web网页送至WLAN终端。计费系统负责计费,本地业务服务器提供IP层业务,如Mail服务、本地Web内容、网络配置和监控管理。

  WLAN系统设置鉴权、认证、计费(AAA)服务器和用户数据库,承担认证和鉴权等,提供IP链接和其他业务。对于WLAN系统的用户,AAA 服务器是典型远程拨号用户认证(RADIUS)服务器。AAA服务器通过IP骨干网采用轻量目录访问协议(LDAP)访问用户数据库。当用户采用Web浏览器进行认证和鉴权时,首先向WLAN系统的HTTP服务器申请,显示登录的Web主页,输入登录名、口令并支付链接费用。在IEEE 802.1x标准和IEEE 802.11i标准中,鉴权部分实施3G/WLAN交互操作,也可建立WLAN系统的漫游,使WLAN系统用户链接到另一个WLAN系统。

  2 3G/WLAN交互结构

  3G和WLAN交互网络的基本结构有两种,即紧交互模式和松交互模式。在紧交互模式中,WLAN网络作为3G服务通用分组无线业务(GPRS) 的支持节点(SGSN)的接入技术,而在松交互模式中,WLAN网络不作为3G的接入技术和核心网络的接口。3G和WLAN交互网络的紧交互模式和松交互模式都支持3G和WLAN网络的越区功能。

3G和WLAN交互网络的基本结构

  图1为3G/WLAN紧交互网络,WLAN网络作为3G网络的接入技术,类似于3G网络的Iu接口,通用无线接入(UTRA)中WLAN网络 Iu接口链接到3G核心网络。紧交互网络结构可移植3G核心网络的移动性、QoS和安全性。WLAN网络的AP通过WLAN网络的Iub接口链接到交互单元(IWU)、网关GPRS支持网关通用分组无线业务支持节点(GGSN),把网络链接到Internet。


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3G? WLAN? 交互?

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