WLAN与2G3G融合组网技术研究-新
CW03-7-无线控制器(AC)
中国移动通信集团设计院有限公司
刘佳 日期：2011-03
中国移动通信集团设计院有限公司
课程总览
课程编号 课件包 CW01 WLAN通信技术基础 CW02 无线局域网标准 CW03 无线局域网网络设备 CW04 WLAN无线网规划与设计 CW05 WLAN核心网规划与设计 CW06 WLAN网络施工工艺 CW07 WLAN配置与调试 CW08 WLAN测试与验收 CW09 WLAN维护优化 CW10 终端知识
无线控制器功能
AP和AC设备包括胖(AC+FAT AP)瘦(AC+FIT AP )两种架构。 胖架构下，AC仅包括“用户接入控制功能”，不含“无线控制功能”。AC作为 WLAN用户接入的认证点，和后台的认证服务器相连，完成对WLAN用户的认证。 只有经过接入认证的用户才能通过WLAN接入网络访问外部网络或者应用服务器。 瘦架构下，AC包括“用户接入控制功能”和“无线控制功能”，上述功能必须由 一个物理实体实现。在大规模运营级网络中，建议采用大容量、可扩展插槽式AC设 备进行部署。
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无线控制器无线控制功能要求
AC设备无线控制功能模块主要包括射频资源管理、AP设备管理、切换控制、 安全功能、和无线业务控制等五个部分。 AC的部分功能需要与AP配套实现。
无线控制器功能要求
射频资源管理功能 自动频点设置能力 AC设备能够通过AP自动监测周围无线环境，自动选择设置非干扰或者干扰最 小的工作频点。AP工作在802.11b/g/n接入模式时，必须支持。当AP同时支持 802.11a/b/g/n接入方式时，可以自动在2.4G和5.8G频段自动选择非干扰或者干扰 最小频点。 必须支持基于AP测量的自动频点设置能力。 该功能必须兼容所有WLAN接入终端类型（即不对终端提出要求）。 该功能不能中断原有业务的运行。 优先级：上电时自动频点设置功能必须支持；其他为有条件支持。 功率控制 必须支持固定功率调整；必须支持自适应功率动态调整以降低干扰；自动功率 调整不影响已有的业务连接。
CW01-1-无线局域网概述
城域网 MAN(Metropolitan Area Network) 局域网 LAN(Local Area Network)
ETSI HiperMAN
IEEE 802.11 WLAN
ETSI HiperLAN
个域网PAN (Personal Area IEEE 802.15 Network)
Bluetooth
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无线局域网的特点—优势
移动性强
用户在任何时间、任何地点访问网络数据，并能在网络中实现漫游；
组网灵活
由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加、重新配臵工作站；
安装工作非常简单，无需布线或开挖沟槽，大大缩短网络施工时间 使用无线局域网可以节省线缆安装费用； 无线局域网可实现11M、54M乃至600Mbps的理论峰值数据传输速率；
HomeRF
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无线局ห้องสมุดไป่ตู้网的发展历程
无线局域网的起源 最早可以迫溯到第 二次世界大战期间 的军事应用。 1971年，美国夏 威夷大学 (University Hawaii)的研究人 员创造了第二个基 亍封包式技术的无 线电通信网络 ALOHNET，这被 认为是最早的无线 局域网络
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20世纪70年代至90年 代，伴随着以太局域网 的迅猛发展，无线局域 网以其无需架线、灵活 性强等优点赢得了特定 市场的认可，成为有线 以太网的有效补充。这 一时期的无线局域网产 品直接架构亍 IEEE802.3标准上，存 在着易受其他微波噪声 干扰、传输速率低、各 厂商产品互丌兼容等弱 点，仍而限制了无线局 域网的进一步应用。
安装方便
成本低
带宽提供能力强
基于VOLTE端到端系统拓扑图生成方法的研究和实现
附件1：科技创新成果上报申请书一、基本信息二、项目简介VOLTE网络通信在当今4G信息技术中占据重要的地位，为了维护VOLTE网络的正常运行和保证网络服务质量，需要提供具有强大功能的网络管理系统来支撑。
目前网络管理在通信中发挥着越来越重要的作用。
一般情况下，网管系统的结构由管理服务器和客户端两部分组成，其中，服务器对管理信息进行分析和处理，客户端则将分析处理后的到的网络运行结果显示在计算机屏幕上。
显示方式常用的有两种，一种是列表显示，另一种是图形显示。
在图形显示中，图形界面需要直观地反映出网络的拓扑信息以及各网元、链路的工作情况，如果发生异常，则应及时给用户已清晰易明的视觉提示。
为了达到这一要求，网络拓扑图的生成是关键，本文将对网络拓扑图在系统中的生成进行研究。
在当前大多数的网络管理系统中，所提供的是固定的抽象的网络拓扑图，基于底层硬件服务器采集数据，固定的MAP模型，然后再上传到网管上层应用中。
随着网络业务的增长，网络的拓扑结构经常会发生变化，因此，需要在网管界面上及时将各网元间连接的拓扑结构作出修改和更正。
当系统所管理的网络结构出现变化，要进行网元的增删及修改连接关系时，通常方法是在服务器端采用大量复杂的程序代码来实现，或者通过专业的程序人员对系统源程序进行修改以适应其变化，网管界面人机交互的能力有限。
这样既提高了管理成本，又缺乏实效性，不能适应当前由于网络扩展而出现的网络结构经常变化的特点。
本文针对VOLTE端到端网管系统的界面设计，提出了网络拓扑图生成的总体设计思路、逻辑结构表与图形生成算法，形成了一套VOLTE网元拓扑图自动生成功能，有效的补充了VOLTE端到端网管，该功能具有图形自动化，后期网元修改维护简便等特点。
三、项目详细内容1、立项背景伴随VOLTE网络在4G通信中的重要作用，一个好的VOLTE网管系统对日常的网络监控与维护作用越来越大，同时网络拓扑图对网管系统又是一个有力的补充。
运营商WLAN无线宽带网络优化案例分析
结束语
经过分析，该大楼的W L A N在各 个层面均存在一定的问题，这些问题是 造成用户体验差、网管质量不好的主要 原因，需要针对各层面的问题进行优 化。根据木桶理论，网络中任何一个层 次存在问题均会影响整个网络优化的效 果，因此对该大楼的优化必须从无线覆 盖、接入网络、组网方案几个方面进行 全面的优化才能达到预期的效果。
时需要对该大楼的WLAN有线接入网络 进行优化，即需要提供不低于无线接入 带宽的有线接入网络带宽。
结合该大楼的实际情况，采用 L A N交换机接入的方式为每个A P提供 100 Mbit/s的接入带宽，每个接入交换 机提供吉比特的上行带宽，平均每个 AP均可分配到50 Mbit/s的带宽，经过 测试，该带宽完全可以满足A P最大吞 吐量的需要；另外一方面，L A N接入 交换机可支持64 000个接入用户数，大 大提高了WLAN接入多用户的能力。
胖A P架构具有组网简单且成本 低廉的优点，无需对原有宽带网络作 大的改动即可快速提供W L A N能力， 因此适用于一些局部应用W L A N进行 热点覆盖的项目；瘦A P架构增加了无 线交换机作为中央控制网元，组网结 构相对复杂而且成本增加，但集中控 制、管理的特点适合于用户对网络要 求较高的大型WLAN热点网络部署。
某电信大楼既用作重要客户的办公会议场 所，也作为大型新闻发布会会场，出于办公及演 示的需要，部署了3G及WLAN无线宽带网络。 在部署W L A N无线宽带网络初期，网络运行良 好，用户反馈体验较好，但是随着用户越来越 多，陆续开始有客户反馈在使用过程中存在一些 问题，如无法连接、容易掉线等，这些问题在前 期规划设计或者施工验收中是没有考虑到的。
1018am_02_Cao Xi_CM_Introduction of Nanocell technical white paper
中国移动Nanocell技术白皮书介绍中国移动通信研究院曹汐caoxi@提纲•概述–Nanocell的定义、特征和发展阶段•系统架构–Nanocell的系统整体架构–Nanocell的安全保障机制•现阶段技术要求–无线设备要求–网络设备要求•重点关注问题•中国移动后续重点工作Nanocell定义、特征以及发展阶段•Nanocell：一种集成Small Cell（如picocell、femtocell等）与WLAN的产品形态，可以部署在企业、热点与家庭等场景。
形态可以部署在企业热点与家庭等场景应用场景演进路线Nanocell白皮书一、概述未来网络发展愿景、Nanocell定义、发展阶段未来网络发展愿景Nanocell定义发展阶段二、系统架构三、现阶段要求3.1无线设备要求无线功能、射频指标、硬件要求、SON、同步要求、本地及空口安全、LIPA3.2网络设备要求对EPC核心网功能要求、网关功能要求、AC功对C核心网功能要求网关功能要求C功能要求、网管功能要求、网关安全要求、WLAN认证的支持四、重点关注问题成本控制、低成本同步解决方案、接口开放提纲•概述–Nanocell的定义、特征和发展阶段•系统架构–Nanocell的系统整体架构–Nanocell的安全保障机制•现阶段技术要求–无线设备要求–网络设备要求•重点关注问题•中国移动后续重点工作Nanocell的系统整体架构MME EPC 架构Nanocell 系统新增网元HSS Nanocell网管现网网元终Nanocell 回程网Nanocell网关S ‐GW P ‐GW本地网关端互联网WLAN 接入控制Portal AAAAC Nanocell组网架构需求发挥Smallcell和WLAN二者在组网场景、回程等方面共用的优势WLAN能和我公司现有WLAN热点提供同样的能力：支持Portal认证及无感知认证 WLAN组网架构需求企业场景Nanocell和AC之间通过中国移动AP和AC之间的CAPWAP协议 企业场景Nanocell中WLAN AP的模式采用瘦AP的架构，家庭场景可以采用胖AP架构Nanocell的引入需要对网络改造分析•对运营商现有的核心网（EPC）网络架构没有改造要求•需新增网元或设备主要有•Nanocell网关及相关认证设备•对Nanocell认证和授权，对信令和数据通过安全隧道进行保护•是Nanocell接入核心网的边界，对信令和数据进行路由•Nanocell的网管系统•Nanocell的网管初期可独立部署，后续可考虑和大网网管的集成•Nanocell的网管主要管理蜂窝网接入的部分，Nanocell的WLAN模块的网管由现网WLAN网管来管理进步完善WLAN AP和AC间接口的开放•进一步完善WLAN AP和AC间接口的开放–完善AP和AC间CAPWAP协议的标准化Nanocell安全解决方案安全网关HSS/HLRNanocell 终端回程网/宽带核心网MME 发送Nanocell 证书验证利用安全环境提供发送安全网关证书验证本地安全支持安全日志记录与账户口令 引入安全环境保证终端本地安全安全环境防止设备遭到本地物理硬件更改，软件替换等攻击使用证书认证保证接入安全 证书认证防止设备整体被替换或假冒，防止伪造Nanocell接入网络基于IPsec和中国自主加密算法提供链路和空口安全 利用ZUC算法提供空口安全在不安全回程链路中利用IPsec保证回传数据、信令安全提纲•概述–Nanocell的定义、特征和发展阶段•系统架构–Nanocell的系统整体架构–Nanocell的安全保障机制•现阶段技术要求–无线设备要求–网络设备要求•重点关注问题•中国移动后续重点工作无线设备要求——无线功能•LTE功能要求：–3GPP兼容性：兼容3GPP Rel.9标准协议；–工作模式：支持Close、Hybrid、Open三种模式，并可灵活配置；–TD-LTE用户容量：家庭级8个激活用户；企业级32~64个激活用户；–移动性管理：支持Nanocell与LTE/TD-SCDMA/GSM宏小区的双向重选；支持N ll之间的双向切换支持N ll到LTE宏小区的单向切换Nanocell之间的双向切换；支持Nanocell到LTE宏小区的单向切换；–LTE模块支持基本的S1接口功能；•WLAN功能要求：功能求–IEEE兼容性：兼容IEEE 802.11a/b/g/n协议；–WLAN模块满足中国移动对于瘦AP架构下AP设备功能和性能要求；–WLAN 模块与AC之间接口必须符合中国移动AC-AP接口互通规范；•LTE指标要求：–3GPP兼容性：兼容3GPP TS36.104 V9.4.0、3GPP TR36.922 V1.3.0 3GPP兼容性兼容3GPP TS36104V9403GPP TR36922V130–LTE工作频段：3GPP E_UTRA Band40（2320MHz~2370MHz）基本要求；3GPP E_UTRA Band38（2570MHz2620MHz）可选要求；–3GPP E UTRA Band38（2570MHz~2620MHz）可选要求；–LTE信道带宽：10MHz/20MHz 基本要求；5MHz/15MHz可选要求；–LTE最大输出功率：室内型家庭级100mW、企业级250mW；室外型TBD；–共存干扰要求：LTE下行满功率发射的情况下，WLAN接收机灵敏度恶化不得超过3dB；WLAN下行满功率发射时，LTE接收机灵敏度恶化不得超过3dB；•WLAN指标要求：指标求–WLAN模块满足中国移动对于瘦AP架构下所有射频指标要求；–WLAN工作频段：支持2.4G/5.8G（5725~5850MHz）双频同时工作，且可软件WLAN工作频段支持24G/58G（57255850MH）双频同时工作且可软件升级支持5150~5350MHz和5470~5725MHz频段的能力；–WLAN信道带宽：支持20MHz/40MHz频宽；–WLAN最大输出功率：室内型100mW/频段; 室外型500mW/频段；•LTE射频通道数：2个发射通道、2个接收通道；•WLAN射频通道数：每频段2个发射通道、2个接收通道；•WLAN模块满足中国移动对于瘦AP架构下硬件和环境要求；•外部硬件接口：FE/GE电口（基本）、GE光口（可选）；GPS接口（支持外接GPS接收机和天线）；电源接口；•供电方式：–交流供电（内置/外置AC-DC）（基本）；–POE/POE+（重要）；–直流供电-48VDC（可选）;•重量/体积：室内型家庭级1kg/1L、企业级3kg/3L；室外型TBD；由于引入Nanocell后，组网方式将更为丰富，为了在绝大多数部署场景中有效抑制TDD小区间上下行时隙干扰，要求Nanocell小区间保持同步，并且Nanocell和宏网络也能保持同步。
华为四网协同发展思路与建议
引入TDFi，实现TDS/TDL与WLAN协同
nWLAN部署面临困难 Ø固定热点：公交车站/体育场等，光纤资源不足/新建难度大 Ø移动热点：公交车等，无有线传输资源
n引入TDFi，快速、低成本部署WLAN网络
nTDFi解决方 案
nWiFi智能手机
nWiF i
n笔记 本
niPAD
nTDFi AP
TD-LTE
Macro
BB Cloud
TD-SCDMA
TD分流
WiFi
BB Cloud
宏宏/宏 微协同
GSM 900M/1800M
Macro Pico
Macro Pico
WLAN 分流
话务下沉
话务下沉
WLAN 分流
Macro
iMicro+WiFi
iPico+WiFi
WLAN承载PS自 有业务
AC/可信接入
驻留WLAN网络，提高TD用户体验
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
n 主流操作系统OMS、IOS、Android、Symbian、 Windows mobile均支持，便于快速推广
n 端到端TLS 安全通道，保障用户名和密码安全 n 安徽移动率先推出业界EAP-PEAP认证商用方案 n 同时兼容Portal认证方式，满足运营商演进需求
n 第三方机构预测，到2015年全球公共WLAN热点达580万，私有热点将达6.5亿；同时WLAN承载的数据流量年复合增长率超过150％ n 2011年支持WiFi的终端出货7.5亿台，其中智能终端4.8亿；到2015年支持WiFi的智能终端比例将超过90％
nWLAN已成为终端设备的 标准功能配置
四网协同网络结构优化指导手册
四网协同网络结构优化指导手册1. 总体原则1.1. 四网协同的网络结构优化总体要求随着网络的不断演进，中国移动迎来FDD和NB-IoT网络，四网协同由早期的2G/3G/4G/WLAN向2G、NB-IoT、TD-LTE、FDD-LTE演变。
随着深度覆盖提升和扩容工作的快速推进，网络在组网结构和频段使用上日趋复杂，面临多制式网络融合组网和协同优化的问题。
一是TDD/FDD协同的问题。
目前TD-LTE网络共有F/A/D/E四个频段共155M频谱资源，能够提供9载波配置。
FDD引入之后，4G网络的不同制式不同频段在上下行容量和覆盖能力方面存在较大差异，多场景、多频段、多制式共存，对网络优化带来极大挑战。
需要TDD/FDD融合研究，充分发挥FDD覆盖及上行优势，F/T优势互补，打造精品4G网络。
二是2G/4G协同问题，做到加速2G业务（语音）向4G迁移，降低2G负荷，释放2G频率资源，加速频率重耕。
三是NB/2G协同，NB-IoT是窄带物联网的承载网络， NB-IoT逻辑上是独立制式的网络，但存在与GSM共硬件设备的情况，同时NB-IoT的频段与2G一致，因此需要在保持2G网络质量稳定的同时做到NB质量领先。
1.2. 四网协同的各网络整体定位依据网络结构特征和四网协同优化要求，四网网络定位如下：（1）TD-LTE：4G网，语音和数据的主要承载网络，室内覆盖TD-LTE E频段为主。
（2）LTE FDD 900：4G网，底层覆盖网络、语音兜底网络。
LTE FDD 900MHz是解决当前4G网络城区深度覆盖和农村广覆盖问题、语音和物联网业务迁移，加速2G退网的最佳手段，且具备向5G 演进的能力。
LTE FDD 900MHz应定位为4G高效率深度覆盖网络，优质的VoLTE语音承载网络。
LTEFDD 1800：热点区域的容量补充手段、重点解决上行速率短板。
LTEFDD 1800MHz频率资源丰富，能够弥补TD-LTE上行能力不足的短板，同时也是TD-LTE网络容量的有效补充，应作为热点区域的容量补充手段、按需建设。
WLAN热点急速普及定位升至电信级
WLAN热点急速普及定位升至电信级鲁义轩【期刊名称】《通信世界》【年(卷),期】2012(000)035【总页数】1页(P51)【作者】鲁义轩【作者单位】【正文语种】中文工信部统计，包括中国移动在内，三家运营商的2G/3G移动数据流量到2012年底可达6438亿兆，与去年相比增幅将达104%。
其中，3G用户累计近1.6亿户，但仅占“2G+3G+宽带”用户数14.2亿户的11.2%，其用户数量和数据业务增长量还有很大空间。
同时，在WLAN的高速发展下，国内WLAN AP数量已经累计达到370万个，较去年同期增长了近400%，其中手机通过WLAN上网产生的数据流量占WLAN总数据流量比例还不足10%，增长空间也很巨大。
收入潜力待挖掘尽管上述数字惊人，但作为无线宽带网络重要组成部分，承载着PC/手机的互联网数据业务的WLAN还远远没有显现出对无线上网业务收入提升的大力帮助，部分运营商的Wi-Fi收入占比率的增长仅有2.5%。
不过从流量占比上，可以看到多网融合发展策略下，WLAN在数据业务分流上已经有很大提升，其中，近上半年中国移动WLAN AP流量就已占比达到68.6%。
随着Wi-Fi作用的日益重要，其网络保障能力和运营商重视程度都在向电信级迅速靠拢。
对此，运营商已经明确Wi-Fi设备应实现“可达”、“可管控”和“可远程升级”，可通过网管对AP/AC设备进行大部分的远程配置和升级等要求。
明确定位在电信研究院规划所的无线网络专家看来，2G/3G/WLAN等多网融合重点首先是明确四网各自定位以及协同发展策略，才能在融合策略中激发自身价值。
其中，承担着语音业务主力的2G网络对数据业务的承载能力还将进一步增强；3G网络的升级将根据影响数据业务分流的网络因素提出措施，并通过精准营销加强运营数据分析，以及利用3G终端投放减少数据业务回流比例；针对WLAN的下一步重点则是对选址、认证的加强，和电信级网络能力的完善。
IPRAN原理简介--详细原理介绍
基站回传
软交换
电信依托IP网城域网进行IP RAN建设，建网速度快，同时可节省海量站点配套成本（电源、光缆、机房）； 有二平面的本地网可利旧优先利旧二平面，但是要IPTV的试点城市才可建设二平面； 分组网络必须具备综合承载能力
PTN的设计理念
Ethernet
分组汇聚 多播 支持传统业务 “Packet” 分 组特性 灵活性 可扩展性 面向未来
城域网逻辑架构
传送网
干线传送网 城域传送网 核心层 WDM
IP承载网
IP专网
A网/B网
IP骨干网
WDM/ SDH/MSTP
分组化城域 传送网 分组化城域 传送网 分组化城域 传送网
IP/MPLS
IP城域网
城域传送网 汇聚层 城域传送网 接入层
SDH/MSTP
PON/WLAN
SDH/MSTP
接入网
接入网
可扩展性
IP RAN具有不弱于PTN的可扩展性 接入方式灵活，协议可扩展支持传统业务和多种以太网业务 除提供二层业务外可以广泛提供IP/VPN业务
IP RAN定义
IP RAN是针对基站回应用场景 进行优化定制的路由器/交换机整 体解决方案，具备电路仿真、同步 等能力，提高了OAM和保护能力。 IP RAN承载方案指在城域网内 汇聚/核心层采用IP/MPLS技术， 接入层主要采用增强以太技术与 IP/MPLS技术结合的方案。 设备形态
SGSN
Iu-Ps Iur
MGW
Iu-Cs
>>
RAN
S-GW
S-GW
RAN
RNC
RNC
S1-U Iub
S1-MME
取消了之前定义的RNC，eNB （Evolved NodeB）直接接入 EPC,从而降低用户可感知的时 延，大幅提升用户的移动通信 体验 引入了两个接口 X2是相邻eNB间的分布式接口， 主要用于用户移动性管理；S1 Flex是从eNB到EPC的动态接 口，主要用于提高网络冗余性 以及实现负载均衡
4GTD-LTE核心网关键技术及流程
TD-LTE业务特性和业务机制均发生变化
LTE物理层技术的革命以及网络架构的革新给业务特性和业务机制均带来了变化
业务特性变化
LTE使得移动宽带、实时 交互、Push类业务的实 现成为可能
电信业务机制变化
LTE下传统话音、短信、彩信业务 均承载在分组域，与2G/TD机制 发生了变化
电信业务特性变化
LTE语音和可视电话均向高清 化发展，彩信向大容量发展， RCS也成为可能
弱，建议体制一阶段不考虑引入ISR，以避免对2G/3G分组域核心网影响过大
引入网元及功能
• 引入MME、S-GW/P-GW（S-GW和P-GW可物理合设为SAE GW ）、HSS新设备节点及EPC CG、 EPC DNS ，暂不引入S4 SGSN设备
• 支持2G/TD/LTE接入；支持永远在线；暂不引入ISR功能
SGSN
MME
MSC Server
HSS/HLR
EPC CG
SAE GW/GGSN
EPC DNS
CS域核心网
MSC Server
MME/SGSN
2G/TD
TD-LTE
2G/TD
2G/TD
TD-LTE
2G/TD
TD-LTE
2G/TD/LTE核心网融合组网——必要性
MME与SGSN、SAE GW与GGSN、HSS与HLR在网络中的作用及位置基本相 同，各厂家采用相同的硬件平台（新设备及大部分现有设备），具备融合条件
2、扩大规模试验阶段，采用新建EPC融合核心网的形式，实现互通，最大限度减少对现网的影 响；
3、试商用初期和大规模商用时，新建融合设备，或者现网GPRS设备演进升级为核心网全融合 设备，有效保护已有投资。