智能終端技術(shù)的發(fā)展和新型應(yīng)用業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。以iPhone為代表的智能終端的出現(xiàn)改變了用戶通信習(xí)慣,移動(dòng)用戶不再滿足于能夠隨時(shí)隨地通信,更期待隨時(shí)隨地的高帶寬數(shù)據(jù)服務(wù)。另外,社交網(wǎng)絡(luò)以及視頻業(yè)務(wù)逐漸成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)期最強(qiáng)勢(shì)的兩類應(yīng)用,移動(dòng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)多樣化、寬帶化的趨勢(shì)。而這些都驅(qū)動(dòng)了移動(dòng)業(yè)務(wù)量的飛速增長,據(jù)預(yù)測(cè)截至2015年,全球移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的復(fù)合年均增長率達(dá)到92%。為了支持未來移動(dòng)業(yè)務(wù)增長,一方面,移動(dòng)通信網(wǎng)通過增加頻譜資源、改進(jìn)技術(shù)提高頻譜效率等方法改進(jìn)傳統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)容量,然而這些技術(shù)難以適應(yīng)如此規(guī)模的增長。另一方面,在資費(fèi)計(jì)劃或策略上進(jìn)行限制,如中國電信運(yùn)營商都限定了單用戶的最高流量需求,這種價(jià)格杠桿一定程度上限制了移動(dòng)終端用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用,一定程度上傷害了運(yùn)營商潛在的收入增長用戶群體(如智能手機(jī)對(duì)應(yīng)的高端用戶)。因此,運(yùn)營商需要提供其他網(wǎng)絡(luò),為移動(dòng)終端用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),以緩解移動(dòng)通信中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的壓力。
通過Wi-Fi對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的流量進(jìn)行卸載是一種可行的技術(shù),中國各運(yùn)營商均加快了對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐。at&t報(bào)告顯示,大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來自于少量用戶群體,如智能終端用戶占at&t用戶的3%,但是該部分用戶使用了40%的網(wǎng)絡(luò)流量。因此引導(dǎo)智能終端接入Wi-Fi熱點(diǎn),將大量數(shù)據(jù)流量通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)直接分流,一定程度上能緩解3G網(wǎng)絡(luò)的容量壓力。
WLAN與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)及應(yīng)用上存在較大差異。較傳統(tǒng)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò),作為最后一跳無線延伸的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸上有先天的優(yōu)勢(shì)。而傳統(tǒng)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)在對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理、端到端業(yè)務(wù)保障、安全等方面則更加嚴(yán)格。為了更好地給用戶提供服務(wù),適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長需求,需要研究WLAN與3G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作技術(shù),推動(dòng)WLAN與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的融合。
兩網(wǎng)融合的六大功能特征
3GPP依據(jù)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合中的緊密程度,定義了如表1所示的六類WLAN與移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合演進(jìn)場(chǎng)景。從功能需求目標(biāo)上,WLAN與移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合包含了統(tǒng)一計(jì)費(fèi)、統(tǒng)一認(rèn)證、漫游、接入PS、切換、VoIP支持這幾個(gè)功能特征。
WLAN與移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合依據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)程度不同,在對(duì)各功能需求實(shí)現(xiàn)上產(chǎn)生了不同階段技術(shù)的方案。下面將以3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例對(duì)各類技術(shù)方案進(jìn)行分析,并據(jù)此將其在后續(xù)演進(jìn)中的發(fā)展進(jìn)行闡述。
圖1以3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例,給出了各融合點(diǎn)的示意。在松耦合情況下,通過統(tǒng)一BOSS平臺(tái)的方式,實(shí)現(xiàn)WLAN與3G賬戶的統(tǒng)一,進(jìn)行了資費(fèi)的捆綁,為融合業(yè)務(wù)的開展提供了平臺(tái)。D’/Gr’接口的耦合是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一認(rèn)證業(yè)務(wù)的必然途徑,將WLAN認(rèn)證服務(wù)與移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)服務(wù)進(jìn)行互通,實(shí)現(xiàn)無感知接入服務(wù),方便了WLAN用戶的使用。在接入PS功能開展過程中,依據(jù)耦合接口的不同誕生了兩種方案:3GPP PDG模式和3GPP TTG模式。3GPP PDG方案通過新增的PDG設(shè)備將WLAN業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚,直接訪問PS域的各業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。與之不同,TTG則是承擔(dān)了類似SGSN功能,接入3G的GGSN。將耦合接口進(jìn)一步提前,推出的UMA(Unlicensed Mobile Access)方案,通過新增設(shè)備網(wǎng)元UNC,使用戶在通話過程中,能夠在WLAN與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間自由切換。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,在LTE階段網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)一步扁平化,WLAN融合技術(shù)在后續(xù)發(fā)展中持續(xù)演進(jìn),形成了以S2a/S2b/S2c接口耦合的三條技術(shù)路線。