無線及移動通信的發(fā)展趨勢與標準化

相關專題: 無線 中國電信 5G
王志勤




  一、移動通信的發(fā)展現狀及趨勢



  (1)國外移動通信的發(fā)展現狀



  2003年6月全球移動用戶已達到13億,普及率超過18%。移動對固定的替代作用已日趨明顯,目前全球有100多個國家的移動用戶已超過固定電話用戶。



  在歐洲移動電話的平均普及率接近75%,市場滲透率已接近飽和。歐洲運營商開始通過提高業(yè)務ARPU來彌補用戶增長速度降低帶來的損失,令人欣慰的數據業(yè)務收入呈現不斷上升的趨勢,2002年歐洲數據業(yè)務占收入的13.6%,但其中主要是短消息業(yè)務,GPRS、WAP等業(yè)務收入不足5%。



  在2001年7月之前,美國一直是全球最大的移動通信市場。移動電話的普及率約為50%,但由于市場競爭激烈,盈利受限,整體移動用戶增長的空間不大。同時受美國經濟滑坡的影響,各運營商紛紛陷于困境。尋求聯(lián)合和合作、開拓新型業(yè)務模式,成為移動通信業(yè)界走出陰影可能的生路。



  與歐洲,北美相比,日本、韓國可謂形勢一片大好。雖然,這兩個國家的移動用戶普及率早也突破了60%,但豐富多彩的數據業(yè)務帶來了源源不斷的業(yè)務收入。在日本,移動數據用戶占移動用戶的70%-80%,數據業(yè)務的總收入已突破20%,其中短消息業(yè)務僅占3%。



  在發(fā)展中國家以及一些不發(fā)達國家,移動通信仍然以驚人的速度發(fā)展。一半以上的非洲國家移動用戶數已經超過了固定用戶數。在非洲,移動用戶中85 %以上的用戶為預付費用戶。2002年,世界范圍內,預付費用戶平均比例接近50%,這一數字仍呈現上升的態(tài)勢。

  (2)我國移動通信發(fā)展現狀



  我國移動通信一直保持高速增加的勢頭,在2001年7月,我國移動用戶數超過了美國成為第一大移動通信市場。截止到2003年10月,我國移動用戶總數已突破2.57億,首次超過了固定用戶總數(2.55億)。我國移動通信目前的普及率接近20%,在今后5年內應仍有較大的上升空間。當然我國的綜合國力目前尚無法與歐美等國家相比,尤其是發(fā)展的不平衡性,這決定移動通信將逐步從高端用戶走向平常百姓。短信業(yè)務被廣泛接收,并呈現爆炸式發(fā)展事態(tài),2003年我國短消息業(yè)務量超過1800億條。MMS(多媒體消息)業(yè)務也逐漸呈現出旺盛的生命力。業(yè)界一致認為MMS是一顆冉冉升起的新星,也是培育3G業(yè)務市場的先行者。



  (3)移動通信的總體發(fā)展趨勢



  今后的一段時間內移動用戶仍將呈現持續(xù)增長的勢態(tài),其主導地位更加穩(wěn)固:移動業(yè)務與應用層面的標準在互通性方面仍然需要磨練;ARPU值會繼續(xù)下降,直至數據業(yè)務被廣泛接受,呈現大發(fā)展的局面。話音及其增值業(yè)務的繼續(xù)增長,數據業(yè)務的不斷發(fā)展都需要性能價格比更好的3G網絡來承載。龐大的2G網絡和緩慢增長的數據業(yè)務決定了3G發(fā)展將是漸進的。2G/2.5G和3G技術將長期共存發(fā)展。



  二、無線通信領域的標準發(fā)展及應用



  2.1 第三代移動通信標準進展狀況



  2.1.1 國際標準化工作狀況



  除國際電聯(lián)以外,第三代移動通信的標準制定主要集中在3GPP和3GPP2兩個第三代移動通信標準化的伙伴項目。



  (1)3GPP



  UMTS的標準化工作由3GPP(3G伙伴計劃)進行。3GPP的標準分為不同版本(Release),采取整體推進的方式,各版本之間的發(fā)布時間間隔約為1年。3GPP制訂的標準包括多個版本:R99、R4、R5和R6。



  R99是1999年12月發(fā)布的。在R99中確定WCDMA(FDD)無線傳輸技術和TDD方式高碼片速率的無線傳輸,無線接入網絡的Iub,Iur,Iu接口都基于ATM傳輸,核心網絡基于演進的GSM/GPRS的核心網。現有產品主要基于R99。



  R4是在2001年3月完成的。R4的主要特征是在核心網電路域中實現了軟交換的概念,即傳統(tǒng)MSC分離為媒體網關(MGW)和MSC服務器兩部分,實現了電路域的承載與控制分開。我國提出的TD-SCDMA標準被3GPP采納,其與WCDMA主要的區(qū)別集中在無線接口物理層。



  R5是在2002年3月完成,是全IP網的第一個版本,其核心網部分在結構上引入多媒體子系統(tǒng)(IMS)。R5只完成了IMS的基本功能和業(yè)務(稱為IMS的第一階段),一些尚未完成的工作放在R6中繼續(xù)完善。R5的另一個主要增強是在無線接口引入了HSDPA(High Speed Downlink Packet Data)技術,該技術可提高下行數據速率,最高可達10Mbit/s。



  R6于2004年3月發(fā)布。一方面,R6繼續(xù)完善IMS第二階段的功能,主要包括網絡互通、安全性等方面的內容;同時,提出多種新型無線技術(MIM0、OFDM等)、網絡共享、WLAN與移動通信結合等問題展開研究;另外還制定了一些新的業(yè)務和功能,例如MBMS、Presence、Push等。



  由于標準的持續(xù)發(fā)展性,在R5,R6階段,TD-SCDMA標準在HSDPA TDD方式以及多種無線增強技術研究中不斷完善和發(fā)展。



  (2)3GPP2



  3GPP2制訂的cdma2000技術采用模塊化的標準工作方式。也就是說,組成系統(tǒng)的各個模塊(無線接入部分、核心網電路部分、核心網分組部分)根據自身技術的發(fā)展情況進行版本更新;一般來說,一個模塊的技術更新不要求其它模塊進行相應的技術更新。



  核心網電路部分是標準體系中最為穩(wěn)定的一個部份。到目前為止,仍然使用ANSl41D版本,與IS95系統(tǒng)使用的版本相同。下一個版本預計還要2-3年才能完成。



  核心網分組部分完全基于IPv4技術,安全、用戶認證和QOS等關鍵領域也是基于IP技術的。標準系列中的Release A是一個成熟而穩(wěn)定的版本。Release B主要是功能的增強,沒有關鍵性的技術進步。目前正在進行Release c的研究,仍然采用IP技術,但引入了IPv6技術。這部分的每個版本都可以支持cdma2000 1X、1X/EV-D0和1X/EV-DV。



  無線接入部分是cdma2000系統(tǒng)中比較活躍的部分。一般認為,Release 0版本不夠穩(wěn)定。Re1ease A是一個可靠而穩(wěn)定的版本。Release B是對功能的改善和提高,無重大技術進步。Release c中引入了1X/EV-DV技術。由于1X/EV-DO技術不支持語音。目前3GPP2正在研究1X/EV-DV的Release D版本。Release C是否會形成商用市場尚難以估計。



  2.1.2 國內標準化情況



  第三代移動通信的標準化研究是由中國通信標準化協(xié)會(CCSA)無線通信技術工作委員會(CWTS)來承擔。CCSA積極參與國際標準化活動,累計向ITU和3GPP、3GPP2提交文稿近500篇。同時基本完成了信息產業(yè)部組織的第三代移動通信技術試驗所要求的所有技術規(guī)范和測試規(guī)范的制定工作,為試驗和下一步行標的制定,奠定了堅實的基礎。



  (1) TD-SCDMA



  為了完成TD-SCDMA在3GPP作為低碼片速率的CDMA TDD技術的標準化,CWTS積極參加TSG-RAN的各工作組會議,提交大量文稿,成功地在2001年3月的3GPP的Release 4中完成,之后積極參與Release 4的相關更新工作。目前已基本完成TD-SCDMA通信標準參考性技術文件的制定。



  對于基于第二代GSM網絡的TD-SCDMA標準(即TSM),已經完成2.0版本以上,并完成了用于第三代移動通信技術試驗的相關設備規(guī)范和測試規(guī)范。



  (2)WCDMA無線技術及UMTS核心網絡



  近年來,CCSA一直在積極地跟蹤WCDMA技術的發(fā)展,完成了基于R99的WCDMA無線接口、無線接入網(RAN)、核心網協(xié)議等30多個標準預研項目的研究。



  在此基礎上,已經基本完成了用于第三代移動通信技術試驗的,基于3GPPR99版本的WCDMA無線接口、無線接入網(RAN)、核心網等近30個技術規(guī)范及測試規(guī)范的起草和審查工作。



  對于R4,R5&R6階段的標準在組內開展同期的研究工作,主要研究領域集中在HSDPA、MIMO,無線軟交換、多媒體子域、網絡共享、網絡融合等方面。



  (3)cdma2000系列標準



  從2001年初開始,CCSA陸續(xù)完成了cdma2000系統(tǒng)有關的一系列通信標準參考性技術文件,并完成了第三代移動通信技術試驗的相關設備規(guī)范和測試規(guī)范。



  其中,設備規(guī)范包括基站、移動臺和分組設備。接口規(guī)范包括空中接口、A接口和分組接口。上述設備規(guī)范和接口規(guī)范均有對應的測試規(guī)范。其中移動臺測試規(guī)范包括基本功能、協(xié)議有效性和兼容性等多個部分。另外,交換機和相關協(xié)議仍然采用原IS95的標準。



  2.2 移動業(yè)務與應用領域



  2.2.1 移動通信業(yè)務標準存在的問題



  我國的運營商積極開拓移動數據業(yè)務的運營模式,打造了“夢網計劃”、“聯(lián)通在線”等業(yè)務品牌,與ICP、設備制造商建立了良好的合作模式。移動數據業(yè)務標準的不完善性是制約業(yè)務發(fā)展的一個重要因素。產業(yè)界一致希望能夠通過運營商、設備制造商(平臺和終端)、ICP、科研單位等的共同努力,形成面向市場、科學有效的技術規(guī)范,以規(guī)范行業(yè),促進移動通信市場的發(fā)展。



  目前的很多移動業(yè)務局限于某個廠家設備、某個廠家的手機、某個內容提供商、某個運營商網絡的局部應用。標準的不完備、不統(tǒng)一是其中的主要原因之一。目前在制定移動業(yè)務相關技術規(guī)范的論壇和組織達十幾個,包括3GPP、3GPP2、WAP論壇、Parlay、LIF、M-service、Java Community Process等。所制定的技術規(guī)范種類和版本較多,加上很多廠家自己的標準,目前還沒有形成業(yè)界完備的、普遍共識的標準。



  (1)業(yè)務規(guī)范標準由技術驅動,而不是由業(yè)務和應用驅動



  以往,在圖1所示的傳送層面,大量的標準主要是由技術來進行驅動。這主要是由于在傳輸層面所涉及的網絡設施主要為高層業(yè)務提供一種承載,對于運營商提供的業(yè)務特征并不敏感。






圖1 業(yè)務模型




  而在控制層和業(yè)務層中,一套業(yè)務提供給用戶時,根據運營商提供的業(yè)務特征的不同,需要調用不同的業(yè)務技術工具。這些工具需要在標準化組織中進行定義。但是,在一種技術沒有應用之前,在技術層面很難確定應制定什么樣的規(guī)范已適應市場和業(yè)務的需要。



  (2)多種體系成堆的技術和標準,對于符合市場需求的規(guī)范標準沒有明確要求



  由于在業(yè)務層面規(guī)范的制定過程中,市場對于業(yè)務特征的反饋更加重要。大部分標準化組織并沒有特別重視這方面反饋信息的收集和處理,基本延續(xù)過去的工作方式,以技術導向,制定出成堆的標準,而其中真正能夠應用到實際業(yè)務中去的,卻不在多數。對于真正被市場接受的標準,也沒有在標準化組織中進行明確和倡導,造成使用標準的用戶在進行標準選擇時無法判斷。



  (3)缺乏統(tǒng)一的互操作性計劃和實施



  一些被市場接受的標準,其設備在進入市場之前,缺乏統(tǒng)一的互操作性計劃,也沒有專門的部門對此進行測試和檢驗。對運營商在業(yè)務實施過程中造成了很大的壓力。因此,業(yè)務的互操作也被提到標準化組織的議事日程上來。



  2.2.2.業(yè)務體系架構



  (1)新型的業(yè)務體系架構



  目前業(yè)務的分類方式已逐漸打破了傳統(tǒng)定義的業(yè)務,而逐步轉變?yōu)闃I(yè)務由業(yè)務特征組成,而最終轉變?yōu)闃I(yè)務技術(或業(yè)務引擎service enabler)的定義。



  圖1所示是一個十分簡單的業(yè)務模型,它表示每個業(yè)務可以由多個特征組成。而每個特征又是基于多個業(yè)務引擎(enabler)。



  -業(yè)務(即高層應用)是指特定的端到端的業(yè)務;



  -業(yè)務特征是實施業(yè)務的一組能力,如消息處理能力(發(fā)送、接收和存儲、前轉等),用戶文件管理,下載能力等



  -業(yè)務引擎:一組類別的網絡和終端功能,包括標準的工具、協(xié)議和應用接口等,以提供基本的傳送和控制機制。這包括WAP PUSH,SAT,CAMEL,Java,安全性管理,定位等。



  (2)業(yè)務引擎的通用框架



  隨著移動數據市場的不斷發(fā)展,業(yè)務的不斷豐富,業(yè)務引擎(serviceenabler)也在不斷發(fā)展。在以client、server為基礎的業(yè)務生成方式之下終端和網絡的Server通過移動承載網絡,借助業(yè)務引擎層面完成與高層應用的溝通。為了便于理解,借鑒OSA(Open service architecture)的體系架構,在專用業(yè)務引擎之外,建立了所有業(yè)務公用的通用框架(或稱公共業(yè)務引擎)。因此,業(yè)務引擎可簡單地分為兩大類:






圖2 業(yè)務體系的總體業(yè)務結構示意圖




  (一) 公共業(yè)務引擎



  無論調用何種專用業(yè)務引擎,都需要具有的一些公共引擎。



  1)鑒權(authentication)和認證(authorization)



  2)計費和帳目(Accounting &billing)



  3)公共數據庫(Common directory);



  包括設備管理(Device management)和用戶文檔管理(User profile)等。



  4)提供(provision)



  5)實施(Deployment)



  6)操作維護(0&M);



  一些公共引擎舉例如下:



  A)設備管理



  是指允許第三方(移動運營者,業(yè)務提供者,IT部門)代替用戶對終端設備進行遠端提供和配置的技術。這包括遠端提供業(yè)務,配置和管理用戶終端參數和設置,以及手機的遠端診斷和分析等。主要應用的場合在于:



  - 新設備或業(yè)務購買后,client方的實現;



  - 大量的配置;



  - 手機備份/恢復;



  B)終端文檔管理



  由于終端的多樣性,特別是移動終端所具有的在顯示、支持內容類型、輸入、輸出模式、存儲容量等方面的差異,使得在業(yè)務開發(fā)時應根據具體設備的特點設計和開發(fā)業(yè)務。



  Client Profile管理包括向所有端到端的業(yè)務鏈(gateways,proxies,應用服務器)提供終端能力的技術。這些用戶信息可以在應用開發(fā),內容選擇適配內容轉發(fā)過程中予以考慮。



  C)識別/鑒權



  在所有業(yè)務和實施過程中鑒權都是十分重要的。用戶側(client)需要經過鑒權后才能夠接入到業(yè)務網絡中。同時,用戶側也對網絡進行鑒權。



  識別/鑒權的標準化工作目前多為專用方式,尚沒有被普遍采納的方式出現。在初期各業(yè)務多采用基于SIM相關的MSISDN/IMSI識別。



  該識別和鑒權系統(tǒng)應能夠使得用戶:



  -采用適當的跟蹤和安全機制來識別自身;



  -為了獲得一些針對個人的業(yè)務,能夠向業(yè)務提供一些專用信息。這些信息的提供是采用可控和秘密的方式;



  -授權的業(yè)務和其他代理應使用經紀人,即發(fā)送通報,費用帳單等。



  (二)專用業(yè)務引擎



  可組合實現不同功能的業(yè)務引擎:



  1)定位(Location):針對移動用戶位置開發(fā)的一系列業(yè)務;



  2)移動商務(M-commerce):針對移動終端使用的電子商務業(yè)務:



  3)及時消息和出現業(yè)務(Instant Message&Presentation Service):類似于網上聊天的業(yè)務,并能夠確定另一方的狀態(tài);



  4)通知(Notification):網絡發(fā)起的業(yè)務通知:



  5)消息業(yè)務:以消息類業(yè)務為主體的業(yè)務;



  6)流媒體(Streaming):以視頻流為業(yè)務質量(QoS)級別的高層業(yè)務;



  7)移動瀏覽業(yè)務(Mobile Web service):WAP瀏覽功能;



  在專用業(yè)務引擎中多媒體消息業(yè)務(MMS)、XHML、Java被定義為三個關鍵的業(yè)務引擎方式。大部分讀者對于這些方式已經比較了解,在此不再贅述。



  2.2.3 目前中國通信標準化協(xié)會中進行的工作



  增值業(yè)務標準的不統(tǒng)一,對移動的業(yè)務推廣造成了很大的障礙,因此其標準化問題被提到議事日程。目前由于增值業(yè)務的技術標準還與基礎設施的技術有較大的相關性,所以CCSA(中國通信標準化協(xié)會)之下的無線通信技術工作委員會在2002年已經開始啟動相應的一些研究工作。



  (1)GSM及INTS相關業(yè)務標準研究



  基于GSM和UMTS的網絡框架,制訂了以下的基礎業(yè)務標準:



  a)在GSM網絡上開展的智能網業(yè)務,主要為CAMEL2階段的協(xié)議及設備規(guī)范和測試規(guī)范;為了配合GPRS預付費等業(yè)務的實施,CAMEL3的相關規(guī)范正在制訂過程中;



  b)GSM短消息設備規(guī)范和測試規(guī)范,包括點對點業(yè)務和小區(qū)廣播短消息業(yè)務,并已完成增強型短消息業(yè)務的設備及測試規(guī)范;



  c)USSD(非結構化的補充業(yè)務數據)設備及接口規(guī)范和測試規(guī)范。



  增值業(yè)務平臺設備的規(guī)范主要包括:



  d)WAP設備規(guī)范及測試規(guī)范;



  e)MMS中心設備及終端設備的規(guī)范和測試規(guī)范;



  f)定位業(yè)務中心設備及接口規(guī)范及測試規(guī)范;



  g)Java終端設備規(guī)范及測試規(guī)范;



  此外對于一些在新型網絡架構下開展的業(yè)務方式進行了預研:



  h)OSA的體系架構及接口規(guī)范;



  i)基于SIP的業(yè)務提供方式等;



  j)Poc;



  k)Presence等。



  并針對OMA組織目前開展的工作,考慮圍繞3GPP的需求進行展開。



  ·多媒體消息業(yè)務的互操作測試(MMS-IOP)



  ·數字版權管理規(guī)范(DRM)



  ·及時消息和出現業(yè)務(IMPS)的研究



  ·3GPP分組業(yè)務流媒體業(yè)務



  ·移動商務等方面的研究



  (2)CDMA體系相關業(yè)務標準研究



  CDMA在這方面研究的業(yè)務標準包括:智能網標準系列、短消息標準系列、定位標準系列等。



  在智能網方面,CDMA工作組剛剛完成了智能網第一階段的標準系列,包括接口標準、SSP和SCP設備標準,及其相應地測試規(guī)范。根據CDMA工作組通過的工作計劃,智能網第二階段的標準己在2002年底前啟動。第三階段的標準也在2003年上半年啟動。CDMA工作組正在逐步加強國際標準化組織的工作。在這方面,已經開展的工作包括分組數據的預付費業(yè)務、無線網號碼可攜帶性等內容。



  在短消息方面,已經完成的規(guī)范包括短消息中心的設備規(guī)范及各種對外接口的規(guī)范。



  定位業(yè)務是移動通信系統(tǒng)中非常有特色的業(yè)務之一。這方面的標準也是CDMA工作組當前的工作重點。到目前為止,CDMA工作組已經完成了定位業(yè)務標準體系的基本框架。



  2.3 WLAN以及系列標準的發(fā)展



  2.3.1 無線局域網、無線城域網及無線廣域網標準的進展



  在2.1節(jié)中我們介紹了目前處于主流的蜂窩移動通信技術標準的發(fā)展,但隨著WLAN的廣泛應用,IT界很多專家們希望以WLAN技術的成功為突破口開始向傳統(tǒng)通信領域進軍。目前在IEEE,ETSI,ITU,3GPPs等標準化組織都在開展WLAN及其發(fā)展技術的標準化工作。



  ·IEEE與ETSI



  在圖3中可以看到。IEEE定義的802.15系列以及藍牙標準與歐洲ETSI定義的HiperPAN市場定位相似,都是近距離的個人通信。






圖3 全球無線局域網分支系列標準




  IEEE 802.11系列與ETSI HiperLAN技術都定位于無線局域網。從市場而言,802.1lWLAN獲得了很大的成功,但HiperLAN(Type2)雖然在物理層幾乎與802.1la完全相同,但是其高層協(xié)議不是建立在以太網基礎上,而采用了基于無線ATM的集中媒體接入控制機制,構成了面向連接的網絡。



  對于IEEE 802.11系列標準已經通過的標準有:



  - 802.11 WLAN物理層和MAC層規(guī)范(2.4GHz,2Mbps):



  - 802.11b:2.4GHz頻段高速物理層規(guī)范(11Mbps):



  - 802.11a:5GHz高速物理層規(guī)范(54Mbps);



  - 802.1lg:2.4GHz頻段更高速物理層規(guī)范(54Mbps)。



  - 802.1lf:IAPP協(xié)議(已基本完成);



  目前正在制訂中的標準有:



  - 802.11i:MAC層安全性增強規(guī)范;



  - 802.11h:動態(tài)頻道選擇和發(fā)射功率控制;



  - 802.11e:MAC層增強-服務質量保證(Q0s);



  - 802.11n:下一代無線新標準,該標準希望將WLAN的傳輸速度增加至100Mbps以上。



  IEEE 802.16作為寬帶無線接入技術已經在一些國家應用。它與ETSI定義的HiperMtN & Hiper ACCESS技術定位相似。



  IEEE 802.20標準是存在較多爭議的一個標準,它設定的目標是與蜂窩技術進行競爭,彌補現有WMAN,WLAN,WPAN技術與蜂窩移動通信間存在的性能上的空間。其主要技術指標包括:工作于3.5GHz以下,支持單用戶峰值速率不低于1Mbps,支持最高達250km/h的移動性,在頻譜效率,支持的用戶數明顯高于現有的移動通信系統(tǒng)。其目標都趨向于提供高速率、低時延、對稱的數據業(yè)務。由于無線技術本身應遵循一定的客觀規(guī)律,目前802.20所積極探討采用的無線關鍵技術也是在3G增強型或B3G(4G)等項目中正在研究的。



  ·IIU



  在ITU主要是對RLAN(無線局域網)頻率資源與干擾問題進行研究。在2003年的世界無線電通信大會(WRC-03)上,ITU在5GHz頻段上為無線局域網(RLAN)、固定無線接入、無線電定位、衛(wèi)星地球探測(有源)、空間研究(有源)以及航空無線電導航業(yè)務和衛(wèi)星固定(地對空)等多項無線電業(yè)務分配了頻段,其中新增的5150-5350MHz和5470-5725MHz頻段共計455MHz頻段分配給以RLAN為代表的無線接入應用的移動業(yè)務。我國對此領域研究非常有限,需進一步深入研究。在RLAN頻率資源與干擾問題方面:



  為避免產生對衛(wèi)星業(yè)務和無線電定位業(yè)務等其它無線電業(yè)務的干擾,ITU無線電規(guī)則規(guī)定RLAN系統(tǒng)采用動態(tài)頻率選擇(DFS)技術。



  ITU內各國對該劃分的操作規(guī)則和技術限制仍有較大分歧。特別是關于RLAN與衛(wèi)星地球探測業(yè)務間的保護問題,存在激烈爭論。



  為保護工作在5150-5250MHz頻段上的衛(wèi)星移動業(yè)務饋線鏈路。ITU制定了3個相關建議書,在限制RLAN應用、限制RLAN發(fā)射的集總PFD電平方面制定了規(guī)則。



  從WAC-03為RLAN應用劃分的頻段來看,RLAN需與無線電定位業(yè)務、固定無線接入、衛(wèi)星地球探測(有源)等業(yè)務進行頻率共用,研究頻率共用條件、制定技術和管制規(guī)則,對RLAN在新頻段上的應用至關重要。



  ·3GPPs



  在3GPP和3GPP2都先后設立了蜂窩網絡與WLAN互通方面的研究課題,而且已經成為目前的熱點話題。



  3GPP是在Release 6開始WLAN--3GPP網絡互通標準化工作,分為三個階段:



  - 第一階段(業(yè)務需求描述):在TR 22.934中定義了WEAN與3GPP網絡互通的基本概念和基本服務框架,定義了6種互聯(lián)互通的場景。話單合并,對用戶服務合一;鑒權和計費采用3GPP方式;WLAN使用3GPP分組域的業(yè)務(定位,基于IMS,IMPS,MBMS等);業(yè)務連續(xù)性;實現無縫業(yè)務(切換);通過WLAN使用電路域的業(yè)務。該標準已經在2002年底完成,但在Release 6中只完成前3種場景的標準化工作。



  - 第二階段(技術實現方案):Ts 23.234中定義了互通的網絡結構,規(guī)定了接入控制、認證方式、用戶標識、互通參考模型和參考點等,規(guī)定了部分消息流程,如鑒權和認證、用戶信息更新、取消WLAN注冊、在線計費并終止服務、離線計費以及各接口的消息流程等。該標準在2003年12月完成。



  - 第三階段(信令及接口規(guī)范):TS 29.234中將制定WLAN互通的詳細技術規(guī)范。計劃2004-3月完成。



  3GPP2與WLAN的互通,與3GPP類似分為二個階段:



  - 第一階段:3GPP2 S.P0087標準定義了WLAN和3GPP2系統(tǒng)互通的基本需求和原則。并定義了四種不同的互通情況。



  - 第二階段的工作將在TSG-A和TSG-X組進行,目前只有少數的文稿。但具體的標準制訂工作沒有開始。



  WLAN-3GPP2系統(tǒng)互通第一階段的標準由無線通信技術工作委員會首先提出建議,經過在3GPP2 TSG-A組中的多次討論,形成第一階段的標準—S.P0087。目前在無線通信技術工作委員會的WG4組中正在準備向3GPP2提交第二階段標準的文稿。主要包括三種不同的方案,分別對應于S.P0087中所定義的三種不同的情況。



  互通方案一:對應于S.P0087中的情況2。只解決用戶在不同網絡之間的統(tǒng)一計費、認證和授權工作互通方案二:對應于S.P0087中的情況3:WLAN網絡中的用戶通過CDMA的電路域進行鑒權認證,并可以通過WLAN訪問3GPP2系統(tǒng)的分組數據業(yè)務互通方案三:對應于S.P0087中的情況4:用戶可以通過WLAN訪問3GPP2系統(tǒng)的分組數據業(yè)務,并且在兩個系統(tǒng)間切換時,分組業(yè)務可以保持連續(xù)。



  2.3.2 無線局域網應用中需要解決的技術問題



  (1)無線頻率資源問題



  目前WLAN主要應用在2.4GHz和5.8GHz頻段。



  2.4GHz頻段WLAN可用帶寬為83.5MHz,劃分為13個信道,每個信道帶寬為22MHz。實際上在83.5MHz帶寬內,僅能容納最多三個不重疊信道。



  在5.8GHz頻段(5725~5850MHz),可用帶寬為125MHz,每個信道帶寬為20MHz,劃分為5個不重疊信道或6個不重疊信道。



  若實現無縫覆蓋蜂窩組網,則在同一個熱點地區(qū)只可能是一個運營商去進行覆蓋,由于信道數量的限制,在同一地區(qū)兩個運營商的WLAN網絡是無法共存的。



  (2)無縫切換問題



  STA在移動到兩個AP覆蓋范圍的臨界處時,STA與新AP重新建立關聯(lián),并與舊AP斷開關聯(lián)的過程稱為切換。



  IEEE 802.1lf協(xié)議規(guī)定了在切換發(fā)生時,AP之間交換信息采用的協(xié)議-IAPP。



  由于目前IAPP協(xié)議還不是很成熟,并且需要RADIUS服務器的支持,真正實施IAPP協(xié)議的AP設備還很少。



  (3)漫游問題



  由于不同熱點屬于不同的運營商,因此必須加強運營商之間的互聯(lián)互通,解決跨運營商的漫游才能促進WLAN技術更好的發(fā)展。



  跨運營商的漫游必須解決:用戶標識、用戶認證、計費的問題。不同運營商之間應采用統(tǒng)一的NAI標識,統(tǒng)一的認證機制,并且必須保證漫游時計費的準確性。漫游除了要解決技術問題之外,最重要的是運營商之間建立互信任機制。安全技術方案涉及的內容:空中接口加密、用戶認證授權、用戶隔離、訪問控制等。在公眾無線局域網應用中,必須保證用戶的安全,但是需要解決投資和技術的平衡。對于不同服務等級的用戶可以采用不同的安全策略。



  針對ITU為以RLAN應用為主的移動業(yè)務新劃分的頻段,具體到我國的規(guī)劃問題急需研究:



  - 基于我國5GHz頻段應用現狀和發(fā)展情況;



  - 需研究我國對RLAN頻率資源的需求;



  - 需研究我國此頻段各類業(yè)務間的頻率共用問題;



  - 需制定頻率共用、保護特定業(yè)務(如無線電定位)的技術和管制規(guī)則。



  (4)WLAN與移動網絡的互聯(lián)互通



  - WLAN與2G、3G和B3G互補;



  - 實現WLAN與移動網絡的互操作,包括WLAN與蜂窩移動通信網融合的網絡結構;終端在WLAN系統(tǒng)內的移動性支持;終端在WLAN與蜂窩移動通信網間的移動性支持;鑒權/安全及計費框架。



  (5)開展對MBWA開展如下方面的研究:



  - 研究MBWA應用于我國可能的頻率資源和頻率規(guī)劃;



  - 進行MBWA空中接口物理層、MAC層的技術選擇和設備開發(fā);



  - 研究MBWA網絡模型以及與IP網絡的結合;



  - 適時制定我國MBWA技術標準草案。



  隨著各運營商對主叫號碼的傳送的逐步規(guī)范,與主叫號碼傳送的有關的各種業(yè)務將會獲得更好的發(fā)展。



摘自 中國電信網
   
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