ＷＬＡＮ與ｃｄｍａ２０００１ｘ融合的解決方案

摘要：

文章介紹了WLAN與cdma20001x兩種網絡技術融合的解決方案，分析了兩種網絡技術融合后所面臨的主要問題，并給出了分組數據節點并存、用戶標識、漫游、切換等問題的解決方案。

關鍵詞：

無線局域網；碼分多址；通用數據業務節點；接入點網關

Abstract:

ThetechnicalsolutionsfortheconvergenceofWLANandCDMA20001xarepresentedandcompared.Problemsbroughtonbythenetworkconvergenceareanalyzed，andsolutionstoproblemssuchasthecoexistenceofpacketdataservicenodes(PDSNs)，useridentification，roaming，andhandoffarediscussedindetail.

Keywords:

WLAN;CDMA;GDSN;Accesspointgateway(APGW)

目前全球移動通信網絡主要通過通用分組無線業務(GPRS)和分組數據業務系統(PDSS)為移動用戶提供分組數據接入服務，如何把WLAN網絡和GPRS或者PDSS網絡融合起來是許多設備制造商和運營商正在考慮的問題。本文以PDSS網絡為例，對如何將cdma20001x的PDSS網絡和WLAN網絡進行融合做一個探討。

1、松耦合技術融合方案

松耦合是指WLAN的接入服務器(如NAS)和cdma20001x的接入服務器(如PDSN)各自完全獨立，在固定網絡中一般使用同一個鑒權、認證、計費(AAA)服務器對用戶進行鑒權、授權和計費。兩種網絡間的耦合性非常低，彼此互不干擾，一種網絡的建設和發展一般不影響另外一種網絡。普通的松耦合解決方案中，接入點和NAS之間直接通過2層交換網絡相連，沒有接入點網關（APGW）節點。

2、緊耦合技術融合方案

緊耦合是指兩種網絡盡可能多地采用相同的固定分組網絡的資源，彼此僅在無線網絡上相互獨立。PDSN莄dma20001x網絡的接入網關，移動終端通過PDSN接入分組網絡。傳統的PDSN只為cdma20001x用戶提供分組數據接入服務。在緊耦合的方案中，在PDSN上集成了WLAN用戶的接入服務，這個新的節點就叫通用數據業務節點（GDSN），GDSN可以同時支持cdma20001x用戶和WLAN用戶的接入服務，而PDSN僅為cdma20001x用戶提供接入服務。

采用WLAN和cdma20001x緊耦合方案的網絡節點主要有：接入終端、接入點、接入點網關、GDSN、歸屬代理、AAA服務器。

3、松耦合和緊耦合融合方案比較

將兩種融合方案進行比較可以分別看出它們各自的優缺點。

松耦合的優點有：

(1)WLAN和cdma20001x完全獨立，互不影響。

(2)實現的技術融合的門檻較低，有較多的成熟產品。

松耦合的缺點有：

(1)組網以及管理難度較大。

(2)由于各業務區相互獨立，不同業務區的NAS不能共用，即使出現了不同業務區的負荷嚴重不均現象，設備也無能為力，所以不同業務區間無法負荷分擔。

(3)當終端用戶采用簡單IP方式接入時，由于接入的是不同的接入服務器，所以無法實現兩網間的切換，一般只能通過移動IP技術才能實現WLAN和cdma20001x間的切換，這樣勢必加大HA的負擔以及傳輸網絡的負擔，因而切換不方便。

(4)松耦合提供的僅是WLAN網和cdma20001x網的簡單融合，彼此僅共用了一個AAA服務器，所以兩網融合得比較勉強。

緊耦合的優點有：

(1)遵循cdma2000的標準。WLAN的網絡結構和cdma20001x的結構類似，網絡結構清晰。

(2)采用統一的接入服務器為WLAN和cdma20001x用戶提供接入服務，可方便地把新的業務(如分組預付費)同時推廣到兩種網絡中。

(3)終端用戶跨網絡切換方便。

(4)運營成本低，維護方便。在各個業務區只需要擺放一個APGW，它可以為所有服務區服務。

(5)采用標準的R-P接口技術可以實現具有不同接入功能的PDSN間的集群，可以讓不具備WLAN接入能力的PDSN專門為cdma20001x終端服務，同時支持兩種接入服務的GDSN為WLAN用戶以及雙模(即WLAN加cdma20001x)用戶服務，使不同接入功能的PDSN和平共處。

緊耦合的缺點有：

(1)如果要讓已有的PDSN也能支持WLAN業務，需要對現有的PDSN進行軟件升級。

(2)實現的難度比松耦合要大，有些情況下需要改造現有的網絡設備。

從技術的角度分析，緊耦合的融合方案要比松耦合的融合方案更先進、科學，它正逐步地被越來越多的組織、機構所認可。實際上，本文提出的緊耦合方案和松耦合方案并沒有多大的本質沖突，如果把GDSN分別放置在WLAN網絡和CDMA網絡中，并關閉WLAN網絡中GDSN的CDMA分組接入功能，關閉CDMA網絡中GDSN的WLAN分組接入功能，那么此時就完全是一個松耦合的解決方案，同時這種松耦合方案的應用還繼承了緊耦合方案的很多優點，需要提醒的是這種松耦合方案不同于前面提到的普通的松耦合解決方案。

4、技術融合的解決方案

從長遠的角度考慮，緊耦合方案更具有融合的價值，因此在分析WLAN和cdma20001x融合方案存在的問題同時，本文針對緊耦合方案給出分組數據節點并存、用戶標識、漫游、切換等問題的解決方案。

4.1、PDSN和GDSN并存

WLAN一般作為cdma20001x網絡接入方式的一種補充，通常情況下cdma20001x網絡先于WLAN網絡的建設，在建設cdma20001x網絡的時候可能沒有考慮到如何將WLAN網絡和cdma20001x融合，因此就自然存在PDSN和GDSN如何共存的問題，只有解決共存問題才能充分保護運營商的先期投資。為此在設計WLAN網絡時，對PDSN和GDSN并存的解決方案應做如下考慮：

(1)先前建設的PDSN繼續為純的cdma20001x用戶服務。

(2)GDSN主要為WLAN用戶以及WLAN和cdma20001x用戶服務。

(3)WLAN和cdma20001x的接入網關需要合并，這樣可以為終端用戶提供諸如切換等有特色的分組業務，也為將來cdma20001x用戶的擴容提供基礎。

(4)WLAN作為cdma20001x網絡的補充，網絡規劃時應主要考慮WLAN用戶的需要。為了能使GDSN和PDSN和平共處，使WLAN的建設不影響到cdma20001x網絡的正常運行，可以采用標準R-P接口信令實現用戶在PDSN和GDSN間的智能選擇。在PDSN和GDSN共存的網絡上，接入預選機(APM)軟件對實現兩者的共存起到了非常重要的作用。WLAN用戶以及cdma20001x用戶在接入時都要通過APM的預選擇來決定最終的接入服務器。如果是WLAN用戶，APM將推薦到支持WLAN接入的GDSN那里；如果是純cdma20001x用戶，它將被推薦給PDSN；如果是雙模用戶，它將被推薦給GDSN。

4.2、用戶標識

目前對移動終端的認證主要有兩種。一種是采用基于傳統CDMA話音業務的HLR認證。該方案要求在WLAN網卡上安裝用戶識別模塊(SIM)卡，移動終端接入到WLAN網絡時，首先需要根據SIM卡上的國際移動臺標識(IMSI)到CDMA網絡中的HLR進行身份認證，移動終端只有在身份認證通過后才能使用WLAN網絡資源。這種方案的優點是可以充分利用CDMA已有的可靠身份認證體制，但這將對WLAN終端的類型產生過多的限制，普通的WLAN網卡根本不具備此功能，另外這和CDMA的發展方向有沖突，在將來的網絡中HLR終將被RADIUS取代。另一種就是基于用戶的RADIUS認證體制。該體制在CDMA的分組網絡體系中已有成熟的運用，移動終端接入到WLAN或者CDMA分組網絡時，均需要進行用戶身份的認證。在該種方案中WLAN用戶和CDMA分組網絡用戶采用相同的認證機制，有效地利用CDMA分組網絡提供的可靠的安全認證機制，不需要另外再增加過多的投資。

4.3、漫游

CDMA網絡采用IMSI唯一標識終端用戶，系統可以通過IMSI對終端進行認證、授權和計費等，即使用戶漫游到外地也能如此。而對于WLAN用戶的漫游處理相對就復雜一點，WLAN用戶一般通過用戶名標識，用戶名應當用下面兩種方式表達：

(1)手機號加密碼的方式，拜訪AAA服務器通過分析手機號碼找到該終端對應的用戶。

(2)卡號加密碼的方式或者用戶名加密碼的方式，如果采用用戶名或者卡號的方式標識用戶，那么不同歸屬地的用戶可能會存在同名的問題，另外一般用戶名或者卡號中是不包含其歸屬地的信息，因此這種類型的用戶漫游到外地時必須統一在用戶名或者卡號的后面添加一個歸屬地的域名，AAA服務器可根據后綴域名判斷其歸屬地。

4.4、切換

移動用戶最大的特點是移動，如何解決用戶在網絡間的自由切換是兩網結合需要解決的重要問題。

最常用的方法是移動終端安裝雙模網卡，同時集成WLAN網卡和CDMA網卡兩種功能，雙模網卡根據所處的場所決定是使用WLAN網絡，還是使用CDMA網絡。除雙模網卡自己自動選擇接入網絡外，移動用戶也可以手工選擇接入的網絡。除有雙模網卡的支援外，還需要相關的軟件支持。例如在筆記本電腦上還需要安裝網卡的驅動程序，通過該驅動程序使得上層的業務應用不受底層接入網絡變化的影響，在切換過程中保持移動終端的IP地址的不變，這是簡單IP接入方式下實施無縫切換的關鍵。

由于種種原因，WLAN和cdma20001x的雙模終端尚未開始商用，雙模終端跨網絡切換時牽涉到終端、無線網絡以及GDSN等網元，因此無法實現終端用戶跨網絡的無縫切換。針對目前終端的現實情況，可以采用一種終端自動撥號加用戶手工參與的替代方案實現終端的跨網絡的半自動切換，即終端撥號程序優先選擇接入WLAN，在WLAN網絡無法接通的情況下選擇接入cdma20001x網絡。當用戶移出WLAN網絡并且進入cdma20001x網絡時，終端撥號程序也是自動撥號接入到cdma20001x網絡；反之從cdma20001x網絡進入WLAN網絡時，由于cdma20001x的覆蓋范圍一般涵蓋WLAN，終端無法自動切換接入WLAN網絡，此時就需要用戶的手工參與。

通過移動IP技術接入也可以實現終端跨網絡的無縫切換。不管是WLAN終端還是cdma20001x終端，它們的IP地址都是其歸屬代理(HA)分配的，而GDSN只承擔外地代理(FA)的功能，在發生終端跨網絡的切換時，即使GDSN發生了變化，但HA卻保持不變，AT的IP地址不會發生變化，所以AT的網絡通信不會由于網絡的切換而產生中斷。□

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收稿日期：2003-01-13

作者簡介：

耿兆森，電子科技大學畢業。深圳市中興通訊股份有限公司CDMA事業部主任工程師。目前主要從事CDMA分組網絡設備的研究和開發工作。