3G与WLAN的交互网络
WLAN网络技术与架构v21

WLAN的优点
使用更自由 凡是自由空间,均可连接网络,不受限于线缆和端口位置 网络建设更经济 终端与交换设备间省去布线,有效降低布线成本 特殊地理环境下的网络架设,如隧道、码头、高速公路 网络通信更便利 不受限于时间和地点的接入网络,满足各行各业对于网络应用的需求
3
无线网络分类
无线个人网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、 无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)。
加密 802.1x认证,802.11e QOS
网管、二层漫游, 安全
18
FAT AP设备的典型组网
家庭或soho网络的组网模式:
AP
ADSL Modem
WAN
企业网络的组网模式:
PC
STAs
企业核心网
以太交换机
AP1
……
APn
STAs 19
FAT AP组网的局限性
利用FAT AP组建大、中型无线网络时,配置工作量大。 对FAT AP进行软件升级时,需要手工逐台进行升级,维护工作量大。 FAT AP上保存着设备配置信息,当设备失窃时造成配置信息泄漏。 FAT AP难于实现自动无线盲区修补、流氓AP检测等功能。
30MHz-300MHz
300MHz-3GHz 3GHz-30GHz 30GHz-300GHz
通用名
主要应用
极低频 (ELF) 水下通信
甚低频 (VLF) 海上通信
低频 (LF)或长波 调幅广播 (LW)
中频 (MF)或中波 调幅广播 (MW)
高频 (HF)或短波 调幅广播、业余无线电 (SW)
甚高频 (VHF) 调频广播、电视
网管、三层漫游, 安全
22
“胖、瘦”AP性能比较
移动通信2G3G与4G

2G、3G与4G信息11-2李永贤学号:08113637 一、2G2G网络是指第二代无线蜂窝电话通讯协议,是以无线通讯数字化为代表,能够进行窄带数据通讯。
2G移动通信系统采用TDMA或CDMA数字蜂窝系统。
系统构成上与第一代模拟移动通信系统无多大差别,在几个主要方面,如多址方式、调制技术、语音编码、信道编码、分集技术等采用了数字技术。
业务种类主要限于语音和低速数据(≤9.6kb/s)。
(一)、GSM的系统组成GSM系统的主要组成部分可分为移动台(MS)、基站子系统(BSS)和移动网子系统(NSS)。
基站子系统(简称基站BS)由基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)组成;网络子系统由移动交换中心(MSC)和操作维护中心(OMC)以及原地位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)和设备标志寄存器(EIR)等组成。
1.移动台(MS)即便携台或车载台,是物理设备,它必须包含用户识别模块(SIM),SIM卡和硬件设备一起组成移动台。
没有SIM卡,MS是不能接入GSM 网络的。
2.基站收发信机(BTS)包括无线传输所需要的各种硬件和软件,如发射机、接收机、支持各种上小区结构(如全向、扇形、星状和链状)所需要的天线,连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。
3.基站控制器(BSC)是基站收发台和移动交换中心之间的连接点,也为基站收发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。
一个基站控制器通常控制几个基站收发台,其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除,并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。
4.移动交换中心(MSC)是蜂窝通信网络的核心,其主要功能是对位于本MSC 控制区域内的移动用户进行通信控制和管理。
与固定网络的交换设备有相似之处(如呼叫的接续和信息的交换),也有特殊的要求(如无线资源的管理和适应用户移动性的控制)。
5.原地位置寄存器(HLR)是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。
无线网络概述

无线网络概述摘要:在通讯技术迅猛发展的信息时代,网络已经成为我们生活不可或缺的一部分,而无线网络技术更是作为一支新生军,以其便携、灵活、适应性强的特点越来越成为外来网络的主要发展方向。
从GSM/GPRS到现在的3G ,从802.11 系列到现在的802.16 ,以及蓝牙,zigbee 等等,他们在各个无线应用领域方便了我们对无线通讯的需求。
关键字:GPRS/GSM,3G(CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA) ,802.16.X wimax,802.11.X,802.15.4 zigbee,蓝牙无线网络是指以无线电波、激光、红外线等无线媒介来代替有线网络中的部分或全部传输媒介而构成的网络。
它不仅可以作为有线数据通信的补充和延伸,而且还可以与有线网络环境互为备份。
根据其覆盖范围的大小,分为无线广域网络、无线局域网络。
GSM/GPRS, 3G无线标准是现在无线广域标准中最主要的标准。
它们支持广域的网络的移动性,但是数据吞吐速度明显低于WLAN。
802.11协议、蓝牙标准和HomeRF工业标准是无线局域网所有标准中最主要的竞争对手。
它们各有优劣,各有自己擅长的应用领域,有的适合于办公环境,有的适合于个人应用,有的则一直被家庭用户所推崇。
下图是对WLAN 和 2G、3G在带宽,覆盖范围方面比较的示意图:下面就介绍一下现行主要的无线网络标准的具体情况:1、GPRS/GSMGSM ( Group Special Mobile简称) 数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
蜂窝移动通信其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量,网络的智能化实现了越区转接和漫游功能,扩大了客户的服务范围。
但是各系统间没有公共接口,很难开展数据承载业务,频谱利用率低无法适应大容量的需求,安全保密性差,易被窃听,易做“假机”。
于是1982年北欧国家向CEPT(欧洲邮电行政大)提交了一份建议书,要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。
WIFI文献综述

WIFI技术的应用由于互联网在全球的快速普及与发展.人们的工作与生活越来越依赖互联网。
人们随时随地都有可能需要上网,产生了大量的WLAN 服务需求。
随着智能天线技术的发展,笔记本电脑、手机、掌上电脑等支持WI兀的移动终端越来越普及。
进一步增加了人们对WLAN 服务的需求。
基于WIFI标准的WLAN网络是目前最为普及的无线网络形式。
由于WIFI技术无线接入和高速传输的技术优势,在一定条件下可以作为对3G网络的补充。
而且基于WIFl标准的WLAN网络相对基于3G 标准的3G网络成本低廉。
对于正在抢占3G市场的中国各大电信运营商来说.WIFI技术无疑是具有强大吸引力的。
1、WIFI及其技术特点WIFI全称Wireless Fidelity。
实质上是一种商业认证,具有此认证的产品符合IEEE802.11系列无线网络协议。
该系列协议属于短距离无线传输技术,该技术使用2.4GHz或5GHz附近频段。
WIFI网络是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。
AP 一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由,而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。
WIFI(Wireless Fidelity)技术即IEEE802.11协议.无线接入和高速传输是WIFI的主要技术优点.其中IEEE802.11b最高速度为11Mbps,IEEE802.11a与IEEE802.119的最高速度为54Mbps。
现在多用的IEEE802.11b与IEEE802.11g设备使用的频段为2.4~2.4835GHz的免许可频段。
在频率资源上不存在限制,因此使用成本低廉也成为了WIFI技术的又一大优势。
WIFI无线网络是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。
GSM,TDS,TD—LTE,WLAN四网融合发展分析

GSM,TDS,TD—LTE,WLAN四网融合发展分析作者:金炼来源:《数字技术与应用》2013年第01期摘要:近年来随着用户对数据业务需求的增加,传统的电信网络已经无法满足用户需求,势必会对现有网络改造升级,以适应网络趋向融合化、多媒体化、宽带化、IP化、IT化等。
本文首先介绍中国移动四网(GSM、TD-SCDMA、TD-LTE、WLAN)现状,进一步对核心网的演进进行了分析,提出了各网之间的网络融合协调发展。
关键词:四网融合核心网融合策略中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)01-0041-021 核心网网络架构伴随着移动宽带网络的快速发展,在新技术和新业务的驱动下,移动核心网正在加快演进步伐。
尤其当LTE技术在全球范围内兴起,为了匹配无线速率的快速提升,为了满足运营商全业务运营的需求,移动核心网正向IP化、智能化和融合的方向加速演进,而演进的分组核心网(EPC)技术的出现和成长,更是催生了移动核心网的一场变革。
其中图1、图2、图3、图4为移动核心网演进示意图。
移动核心网从R99、R4、R5、R6、R7版本一直演进到EPC(R8)核心网版本,相比于2G、3G时代的核心网,EPC具有几大显著特征:首先,控制面与用户面完全分离,网络趋向扁平化。
在网络流量激增的趋势下,单用户的数据流量和高速接入用户数的双边增长,使用户面的吞吐能力成为移动分组网络设备的主要瓶颈。
其次,支持3GPP与非3GPP(如Wi-Fi、WiMAX等)的多种方式的接入,并支持用户在3GPP网络和非3GPP网络之间的漫游和切换。
最后,核心网中不再有电路域,EPC成为移动电信业务的基本承载网络。
2 四网融合协调发展分析从分析中可以看出,核心网的融合是未来移动通信网络融合的一部分,在随着核心网演进的同时,如何调整好各网的接入方式、控制、业务承载。
全球运营商的业务重心正在从传统的话音向融合的多媒体业务转移。
详解WMM[宝典]
![详解WMM[宝典]](https://img.taocdn.com/s3/m/f90b8cd4d4bbfd0a79563c1ec5da50e2524dd1b5.png)
00什么是 WMM00为全面满足Wi-Fi与3G在技术融合方面的需要,全球Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)已经推出Wi-Fi多媒体交互认证体系-IEEE802.e,以此作为802.11网络QoS的进一步演进和延伸。
WMM(Wi-Fi多媒体)全面定义了四种连接内容,其中包括语音、视频、best effort以及background,以次优化网络通信的质量,以保障这些应用与网络资源建立稳定连接。
同时,WMM优化了Wi-Fi原始终端用户的通信体验,在一个更为广泛、更为庞杂的网络环境和通信环境中,提供高质量的数据、语音、音乐、视频应用的网络连接性能。
00WMM的QoS需求00Wi-Fi网络中的多媒体应用要求服务质量(QoS)功能。
QoS能使Wi-Fi接入点区分业务优先级,并优化共享网络资源的方法。
如果没有QoS,在不同设备上运行的所有应用传送数据帧的机会相等,这对于网络浏览器、文件传送或E-mail 这类应用的数据业务不成问题,但对于多媒体应用则不适宜。
Internet协议上话音(VoIP)、流视频和交互式游戏对时延增加和吞吐量下降高度敏感,因此要求QoS。
00换句话说,支持多媒体应用和先进的业务量管理要求服务质量(QoS)。
Wi-Fi 多媒体对Wi-Fi网络增加区分优先等级的QoS能力;当多种应用发生,每一种应用具有不同的时延和吞吐量要求时优化其性能。
在采用Wi-Fi多媒体的情况下,最终用户在各种环境和条件下得到满意的服务。
Wi-Fi多媒体有可能使家庭网络和企业网管理者确定哪种数据流最重要,并以较高的通信优先级分配这些数据流。
00Wi-Fi联盟把Wi-Fi多媒体(WMM)定义为即将实现的IEEE 802.11e标准的规范概要,并开始实施WMM合格检验计划,以满足业界对Wi-Fi网络QoS解决方案的需求(IEEE 802.11e目前正在制定中,它将包括在Wi-Fi网络中支持QoS。
802.11e标准于1999年开始制定,预计到2004年底或2005年初得到批准。
智能楼宇通信自动化系统应用
浅析智能楼宇的通信自动化系统应用摘要:智能楼宇以5a系统为核心为用户提供一个高效节能、安全健康、智能便捷的居住和办公环境,是建筑的发展方向和趋势。
本文通过对智能楼宇概念的阐述,着重分析了智能楼宇中通信自动化系统的有关技术和其作用,同时给出智能楼宇在建设中应当注意的问题。
关键词:智能楼宇、通信自动化前言随着经济的快速增长和人们生活水平的提高,对楼宇信息交互、楼宇能源合理分配、楼宇安全、便捷等需求也在日益增长,普通的楼宇设施已经越来越难以满足人们多样化的需求。
智能楼宇是指融合了现代信息技术、综合控制理论、通信技术、楼宇安全技术等多种高新技术的高度智能化的建筑,其智能系统以建筑作为载体,将建筑结构与智能化设备高度融合,并通过智能系统对整个建筑进行信息采集、传递及综合管理。
智能楼宇中的通信自动化系统交互式网络电视以宽带为交互信号网络,在各类现代数字媒体技术、视频编解码等技术的支撑下为电脑终端用户和数字电视用户提供即时、可交互的信息服务。
因其信号网络来源于互联网,就大大发展了交互式网络电视的应用范围。
通过互联网可以建立网络电话,其资费要比正常电话通讯资费低出许多,同时还具有即时视频、音频搜索点播、网页浏览、收发电子邮件、游戏娱乐、学习培训等多功能,其具有很强的业务扩充潜力,互联网上的各类网络项目都可以向交互式网络电视进行移植。
与传统的电视相比,交互式网络电视可方便地实现节目预约、电视节目快进、快退、选时播放,智能编排节目等多种功能,同时交互式网络电视采用高效视频压缩技术后,网络带宽请允许的情况下可享受高清视频效果。
2、三网融合三网融合是指电信网、电视网、计算机网的相互渗透、整合。
在今后互联网的发展中,三大网络随着硬件基础的不提升,其通信网络技术功能将趋于一致,业务范围也将逐步一体化,各类网络互通、共享资源。
不过三网融合并不只是简单将三者在物理进行统一,其核心涵义是指业务应用上的融合,今后各类网络的表现形式可以相互渗透,甚至相互替代。
3G网络与4G网络的区别和对比分析
第二章 4G网络的定义与发展前景
• 一、什么叫做4G网络?
• 4G是第四代移动通信及其技术的简称,是集3G与WLAN 于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高 清晰度电视不相上下的技术产品。 • 4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快 2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所 有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方 面,4G与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且计费方 式更加灵活机动,用户完全可以根据自身的需求确定所需 的服务。此外,4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有 覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明显,4G有 着不可比拟的优越性。
•
针对GSM通信出现的缺陷,人们在2000年又推出了 一种新的通信技术GPRS,该技术是在GSM的基础上的一 种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上 迈出了意义最重大的一步,GPRS在移动用户和数据网络 之间提供一种连接,给移动用户提供高速无线IP和X.25分 组数据接入服务。 • 在这之后,通信运营商们又要推出EDGE技术,这种 通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动 网络之间的过渡技术,因此也有人称它为“二代半”技术, 它有效提高了GPRS信道编码效率的高速移动数据标准, 它允许高达384KbPs的数据传输速率,可以充分满足未 来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从 GPRS到第三代移动通信的过渡性方案,从而使现有的网 络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备,在第 三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信 业务。
二、4G网络的发展背景
• 最早的移动通信电话用的模拟蜂窝通信技术,这种技术只能提供 区域性语音业务,而且通话效果差、保密性能也不好,用户的接听范 围也是很有限。 • 随着移动电话迅猛发展,用户增长迅速,传统的通信模式已经不 能满足人们通信的需求,在这种情况下就出现了GSM通信技术,该技 术用的是窄带TDMA,允许在一个射频(即‘蜂窝’)同时进行8组通话。 它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900~1800MHz之间的数字移动 电话系统,频率为1800MHz的系统也被美国采纳。 • GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底,已经在100多个国家 运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网也具有较强的保密 性和抗干扰性,音质清晰,通话稳定,并具备容量大,频率资源利用 率高,接口开放,功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为 9.6kbit/s,和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当,而当时 的internet几乎只提供纯文本的信息。 • 而时下正流行的数字移动通信手机是第二代(2G),一般采用 GSM或CDMA技术。第二代手机除了可提供所谓‚全球通‛话音业务外, 已经可以提供低速的数据业务了,也就是收发短消息之类。虽然从理 论上讲,2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信,但是由于没有 统一的国际标准,各种移动通信系统彼此互不兼容,给手机用户带来 诸多不便。
WiFi/WLAN热点怎么用 WiFi/WLAN热点是什么
成的局域网络,使得无线局域网络能利用简单的存取架 构让用户透过它,达到「信息随身化、便利走天下」的 理想境界。手机设置WLAN热点,就相当于共享
流量。一、何为热点?所谓便携式WLAN热点,也就是将 因特网分享给其它具备WLAN功能的设备。手持设备可作 为无线路由器使用,将无线网络向外广播
,然后由其它具备WLAN功能的设备来接收。手持设备将 使用本身的数据联机(3G/GPRS)来执行此功能。请注意, 网络运营商可能会收取额外的数据
服务费用。二、热点设置如果要将因特网分享给具备 WLAN功能的设备使用,请确定开启便携式WLAN热点功 能。在主画面上,按下菜单>设置>无线与网
络,勾选便携式WLAN热点。若要变更网络名称及保护联 机安全,请点选便携式WLAN热点设置。完成设置之后, 手持设备便会开始将其WLAN网络名称
向外广播,接着便可以连接最多8台设备。如果要停止分 享因特网联机,请取消勾选便携式WLAN热点。三、特点 WLAN简单来说就是无线局域网,什么是
无线局域网?WLAN就是无线局域网的意思,无线局域网 是固定局域网的一种延伸.,没有线缆限制的网络连接., 对用户来说是完全透明的.与有线局域网
一样.。灵活性和移动性,简单的点对点技术,基础架构 网络提供分布式的数据连接和漫游,与有线局域网相当 的功能,但没有线缆的限制,有效局域网的有效
快到月底的时候,小伙伴是不是经常遇到流量不够用的 情况?即使只有半天,没有流量也是无法接受的。怎么 办呢?除了赶紧补办流量包外,还有就是到处找
WLAN/WiFi热点,一种是在提供WLAN的商店等区域,还 有一种就是利用还有大把流量的小伙伴的手机,把他的 流量以无线的形式共享出来。那么这
浅析3G时期无线网络的发展与前景
浅析3G时期无线网络的发展与前景摘要:现阶段,随着科学技术的不断发展,社会的不断进步,3G 技术被广泛应用。
由于3G业务发展具有对网络和终端依赖性强的特点,通过网络技术的发展、终端种类的丰富,3G业务种类呈现多样性,3G业务发展需要研究与产业化发展相结合。
本文通过对3G时期无线网络的发展现状进行浅析,并对其发展前景进行一定的预测,届时,绝大多数电子及通信产品必将应用3G技术。
望对今后研究此课题起到一定的推动作用。
关键词:3G 通信跳频技术发展战略1 3G是无线通信发展的必然趋势2000年5月,国际电信联盟(ITU)确定3G的基本制式为WCDMA、CD狱2000和TD一SCDMA三大主流无线接口标准,写入G3技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》(简称I价一2000)。
自此,网络时代正式进入3G时代,无线网络高速发展。
1.1 多层无线技术有效互补无线通信发展到如今,其无线通信领域各种技术相互融合。
这主要表现在接入技术具有不同的适用区域,不同的接入速率,不同的覆盖范围,不同的技术特点。
不可否认,无线网络已经悄然成为现代化时尚商务办公的新宠。
目前,从大范围公众移动通信来看,3G或超3G技术将是主导,从而形成对全球的广泛无缝覆盖;而WiMAX、WLAN、UWB等宽带接入技术,将因其自己不同的技术特点,在不同覆盖范围或应用区域内,与公众移动通信网络形成有效互补。
1.2 核心网络更加统一、接入层面更加丰富随着接入网技术也呈现多样化发展的趋势,核心网络层面以业务控制和IMS为会话的网络构架,以作为基础面向多媒体业务的未来网络融合。
当光纤技术出现时,有可能将更多的呼叫多路复用到延伸更长距离的中继线上。
该数字体系最终扩展成光载波(OC)体系。
OC(光载波)是定义在SONET光信号传输的物理协议系列(OC-1、OC-2、OC-3等)。
OC信号电平把STS帧以各种速率发送到多模光纤线路。
其基本速率为51.84Mbps(OC-1);每个信号电平的速率就是基本速率的整数倍(这样,OC-3的速率为155.52Mbps)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3G与WLAN系统的交互网络 http://www.c114.net ( 2009/6/15 ) 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。 Abstract:The interworking of 3G networks and Wireless Local Area Network (WLAN) systems, taking advantage of WLAN control functions, can be enhanced by new functionalities such as advanced services support, real-time peer-to-peer IP communications. It ensures continuity and security of services through the dynamic handover, multi-access technologies, and advanced security technologies. 3G/WLAN integration plays a critical role in next-generation wireless mobile networks as it provides great technological advantages in terms of system performance, thus introducing a huge market potential. The Third Generation Partnership Project (3GPP) has extended 3GPP standards to include 3G/WLAN interworking. In a mobile environment, 3G/WLAN dual-mode terminals can provide a wide range of services at high rate with variable bandwidth and Quality of Service (QoS) assurance.
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.
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。 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。 3G/WLAN紧交互网络中,3G网络和WLAN网络的运营商不是同一实体。3G/WLAN紧交互网络有6个交互单元,分别为: 公共计费;
基于3GPP系统的接入控制,3GPP用户以WLAN网络的IP接入; 基于分组交换(PS)业务的接入,如来自交互WLAN网络的短消息业务(SMS)、无线接入协议(WAP)、多媒体消息业务(MMS); 连续业务,保持跨越WLAN和3G网络不透明业务;
无隙缝业务,跨越WLAN和3G网络透明业务; 提供基于电路交换(CS)业务的接入3GPP系统。 图2为3G/WLAN松交互网络,利用用户数据库,把WLAN网络作为3G接入网络的补充,不用用户平面Iu接口,避免GSM/GPRS网络的SGSN和GGSN。同一用户数据库用于3G/WLAN网络,IP业务仍需要跨越接入网络的支持,其中AAA功能直接由接入核心网络控制。
3GPP标准考虑了3G/WLAN交互网络的实现可行性,其中3GPP R6标准采纳3G/WLAN松交互网络,提供了系统灵活性和升级性,WLAN网络无需支持复杂的Iu接口。
漫游参考结构和无漫游参考结构分别提供经过本地或来访3G网络的3GPP分组交换业务。其中,Wn接口链接WLAN接入网络和WLAN接入网关(WAG),Wa为WLAN接入网络和3GPP AAA服务器/代理之间的接口。Wi为分组数据网关和外部IP网络之间的接口,Wp为WAG和分组数据网关(PDG)之间的接口,Wu为WLAN网络用户设备(UE)和PDG之间的接口,Wd为3GPP AAA代理和3GPP AAA服务器之间的接口。其他接口如Wx、D’/Gr’、Wf、Wo、Wm、Dw和Wg分别负责归属用户服务器(HSS)、归属位置寄存器(HLR)、计费网关/计费功能(CGw/CCF)、在线计费系统、PDG、用户位置功能(SLF)、WAG到AAA服务器及跨越接口的相关协议。
3 3G/WLAN接入鉴权和认证 在本地运行网络之外,3G网络的用户具有选择被访问网络的漫游功能。在人工选择模式,用户以基于本地网广播的公众陆地移动网络标识(PLMN ID)从现有网络表中选择网络,而在自动网络模式,用户利用存储在SIM/USIM中的PLMN ID来选择网络。 在3G/WLAN交互结构中,选择网络和从WLAN接入网漫游到本地网的路由是关键。在与WLAN交互中,3G网络具有选择被访问网络的功能,在现存漫游路由中构成移动网络。解决路由的方案是基于网络接入识别器(NAI)的WLAN用户表格。WLAN接入网不给本地网申请安排路由,在WLAN接入网中给用户提供访问区公众陆地移动网(VPLMN)表。用户从中选择可靠的VPLMN,重新格式含有VPLMN ID的NAI,以新的标识(ID)认证WLAN接入网。 WLAN提高了WLAN空中接口的安全层次,IEEE 802.11i标准增强安全,升级认证,控制接入,定义IEEE 802.1x协议框架。其中,认证和关键协议功能采用RADIUS和含有扩展认证协议(EAP)的集中认证服务器,利用扩展认证协议和RADIUS安全分布密钥构成新的分组安全法算法。 扩展认证协议本身并不具备认证和关键协议互认,但它提供用于多路由传输的认证协议框架。作为终端到终端的扩展认证协议,接入点或其他中介元素并不需要知道每个认证和关键协议互认细节,AAA服务器和用户足以运行扩展认证协议。
3G移动网的智能卡承担用户接入网络控制的认证、无线链路加密和综合安全密钥认可。在GSM和GPRS系统中,认证和密钥互认功能由SIM卡的挑战/响应算法承担。在UMTS系统中,还含有USIM智能卡,承担认证和密钥互认功能。 随着3G/WLAN互连层在WLAN接入网上新需求的增加,采用IEEE 802.11i标准可实现认证、接入控制和密钥互认功能。基于USIM/SIM认证算法的3G/WLAN交互结构有两类扩展认证协议:SIM的扩展认证协议和认证与密钥协商(AKA)的扩展认证协议。SIM的扩展认证协议基于GSM SIM的认证和密钥互认协议,源于GSM认证协议,但包括若干重要加强措施,如交互认证、身份隐藏、假名和快速重新认证。AKA的扩展认证协议在扩展认证协议中包装UMTS认证和密钥互认合同,UMTS的AKA支持互认证和较强密钥算法,AKA的扩展认证协议把UMTS机理融合到EAP中。 3GPP AAA服务器恢复来自HSS交换所需的鉴权信息,3GPP AAA服务器包括扩展认证协议服务器,用于网络侧SIM的扩展认证协议和AKA的扩展认证协议的功能,验证用户是否有权使用WLAN。 4 用户数据路由和接入