无线城市WLAN与2、3G网络融合策略研究及试点

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1、无线城市WLAN与2/3G网络融合策略研究及试点项目无线城市WLAN与2/3G网络融合策略研究及试点项目中国移动通信集团广东有限公司完成日期：2010年12月目录1项目背景12课题研究范围和重点22.1研究WLAN与2/3G组网融合策略22.2研究基于（U）SIM卡的WLAN与2/3G认证融合策略22.3研究WLAN与2/3G分组域业务融合策略22.4研究WLAN与2/3G用户融合策略32.5研究802.11n新技术33课题主要研究成果33.1形成WLAN与2/3G网络规划融合策略43.2形成基于（U）SIM卡的WLAN与2/3G融合认证策略43.3形成WLAN与2/3G分组域业务融合策略53

2、.4形成非移动网内用户体验移动WLAN业务的策略53.5形成802.11n部署策略54WLAN与2/3G网络融合需求64.1WLAN与2/3G技术特点64.1.1GSM64.1.2TD-SCDMA64.1.3WLAN74.2WLAN与2/3G网络定位74.3WLAN与2/3G网存在问题分析84.3.1WLAN用户数量较少94.3.2WLAN网络流量总体偏低94.3.3支持WLAN与2/3G网络的多模终端滞后104.3.4现有WLAN网络的认证方式不利于提高用户体验104.3.5现有WLAN网络不能接入PS域，限制了使用范围104.3.6问题小结114.4WLAN与2/3G网的融合需求分析115

3、WLAN与2/3G网络融合的发展趋势125.1WLAN与2/3G网络融合的标准化进程125.1.1紧耦合方案125.1.2松耦合方案145.1.3紧耦合与松耦合的比较分析155.2业界关于WLAN和2/3G融合场景进展165.2.1中国电信“C+W”进展175.2.2AT&T融合进展175.3我公司WLAN网络融合发展总体策略186WLAN与2/3G网络融合研究196.1组网融合196.1.1融合策略196.1.2融合方案206.1.3融合流程236.2认证融合246.2.1融合策略246.2.2融合方案256.2.3融合流程276.3业务融合326.3.1融合策略326.3.2融合方案346

4、.3.3融合流程356.4用户融合366.4.1融合策略366.4.2融合方案及流程367WLAN与2/3G融合试点测试387.1试点测试目标387.2测试方案397.3测试结论408802.11n新技术的研究428.1驱动力分析428.2策略分析438.2.1引入策略438.2.2热点选取策略448.2.3网络承载策略448.2.4网络演进策略458.3组网方案468.3.1室分部署468.3.2放装部署478.3.3室外放装部署478.4试点测试方案与结论489下一步研究建议499.1广东公司现正开展四网融合技术攻关499.2下一步研究重点509.2.1研究重点1：网络侧基于业务的动态资源

5、分配机制研究509.2.2研究重点2：手机终端动态资源分配机制解决方案研究509.2.3研究重点3：手机终端动态资源分配机制解决方案研究5152 中国移动通信集团广东有限公司1 项目背景随着数据业务的发展，我公司无线宽带业务近年来一直保持业务流量持续快速增长的趋势，预计2010年底增幅将超过80%。目前的蜂窝移动网络作为无线宽带的承载，速率和盈利能力明显不足，不能完全满足无线宽带的发展需求。中国移动广东公司为了积极响应广东省打造“无线城市”的号召，正在全力配合政府开展“无线城市群”的建设，省公司和各地市移动公司已分别同省政府和各地市政府签署了战略合作协议。根据中国移动无线城市建设“T+W”策略

6、，广东移动正致力于打造电信级的WLAN网络。根据广东移动公司发展战略，为加快推进“无线城市”的建设，需着力打造2G全面覆盖、3G热区覆盖、WLAN热点覆盖的立体化无线网络。我公司从2009年起开始大规模建设WLAN网络，截止2010年8月底，全省共完工9359个热点，完工比例93%，开通热点总数7354个，热点开通比例73%。根据2010年7月WLAN网络流量的统计结果，日均流量远小于GPRS流量，我省今年7月的日均流量为3823GB，其中80%以上流量来自校园热点，95%以上流量来自笔记本电脑终端。WLAN网络流量总体偏低，利用率并不高，原因浅析如下：1、 组网没有融合：现有的WLAN建设思

7、路主要是根据热点分类制定覆盖优先等级、逐步开展网络覆盖建设，可能存在“热点不热”的情况，需进一步和2/3G网络规划相结合。2、 认证没有融合：用户接入WLAN网络需要进行单独的认证，而不像2/3G手机用户开机后自动完成认证，WLAN认证的便利性需要进一步提高。3、 业务没有融合：用户从WLAN网络接入后不能访问2/3G网络的分组域业务，业务体验有待提升。针对存在的上述问题，本项目拟研究WLAN网络与2/3G网络的组网、认证及业务等方面的融合策略方案，使WLAN网络能充分分流2/3G网络数据流量，提升用户业务体验。2 课题研究范围和重点结合我公司现阶段WLAN、G网和TD网络的建设情况的考虑，融

8、合建设必须满足用户业务的需求，同时最小化对现网的冲击、降低改造代价。按照以上原则，初期实现WLAN和2/3G融合进程的第一步，即支持统一的接入认证、统一的计费，提供统一账单。随着技术的发展、业务的丰富，逐步实现业务的深度融合，通过WLAN、2/3G接入访问相同业务，在用户与使用业务的管理上，实现业务统一管理。中远期网络进一步向下一代宽带核心网络SAE平滑演进，逐渐实现统一的基于IP的承载网络、多种接入方式的融合。本项目研究WLAN与2/3G网络的组网、认证及业务融合策略方案，使WLAN能充分分流2/3G网络数据流量，提升用户业务体验。 2.1 研究WLAN与2/3G组网融合策略WLAN网络原有

9、建设方式由于热点筛选力量单薄，因此过于依赖市场需求。建设中对热点的把握不足，导致“热建冷用”、WLAN网络利用率低，未能达到利用WLAN分流数据流量的目的。1、 本课题从WLAN与2/3G网络规划融合的角度出发，研究WLAN有效分流2/3G网络流量的策略及规划方法。2.2 研究基于（U）SIM卡的WLAN与2/3G认证融合策略研究在现网上实现WLAN与2/3G融合认证策略及方案，目前采用的Portal、Cookie等认证方式仅适合于WLAN终端，采用基于（U）SIM卡的融合认证方式，适合于解决WLAN与2G/3G多模手机终端的融合认证问题。2.3 研究WLAN与2/3G分组域业务融合策略研究多

10、模手机终端用户通过我公司WLAN使用中国移动的PS域业务，采用独立PDG方案需引入内容计费等功能，存在厂家要求高、网络部署慢、向SAE演进中投资浪费等问题，因此选择部署TTG网关的方案，通过Gn接口接入现网GGSN。通过定制的多模手机终端，在WLAN网络下可通过建立IPsec隧道访问移动分组域业务(包括彩信业务），最终实现WLAN与2G/3G的统一接入PS域业务。2.4 研究WLAN与2/3G用户融合策略现有非移动网内用户无法体验移动WLAN业务，本课题拟研究非移动网内用户体验移动WLAN业务的开通策略、业务流程、组网方案等。2.5 研究802.11n新技术802.11n技术由于应用到了MIM

11、O、聚合帧等关键技术，使得WLAN吞吐量得到很大的提高，可以达到300M的速率，此外，802.11n技术可以应用于2.4G和5.8G两个频点，具有良好的兼容性。现网主要部署802.11 b/g设备，同时当前网络存在大量的802.11 b/g终端，因此网络建设中存在11n跟b/g共同运营的情况。本项目主要研究802.11n的引入策略，以及在不同的场景下（室分部署、放装部署、室外部署等）如何进行部署的策略与方案。3 课题主要研究成果课题研究思路：先行先试，打造成以移动优势为核心的全业务信息服务提供商，成为全国价值创新的标杆，给全集团的发展积累和创造经验。课题主要成果如下图所示：图表 1课题研究成果

12、图3.1 形成WLAN与2/3G网络规划融合策略 1、 室内建设策略：从网络规划、工程施工、建设成本等若干方面考虑，在具备2/3G室内覆盖的区域，选用合路作为主要的覆盖方式。2、 室外建设策略：合理选用室外型AP、Mesh型AP等方式进行覆盖。 3、 热点精细分类：在集团热点划分的基础上继续细化热点分类，进一步明确热点的定义及覆盖重点。4、 热点科学选址：形成热点选址方法，从粗到细、从全网到局部、逐步推进的方法，仔细分析用户使用习惯，判断用户停留的主要区域，从统计室外站点数据流量入手，合理、科学地筛选热点。3.2 形成基于（U）SIM卡的WLAN与2/3G融合认证策略 1、 研究在现网上实现W

13、LAN与2/3G融合认证策略及方案，目前采用的Portal、Cookie等认证方式更适合于笔记本终端，采用基于（U）SIM卡的融合认证方式，适合于解决WLAN与2G/3G多模手机终端的融合认证问题。2、 研究并解决移动网内HLR用户签约WLAN业务标识方法：试点发现现网部署的爱立信HLR不支持向PS域下发ODB-PB3字段，对该问题不断进行跟踪解决，最终实现爱立信HLR支持向CS域和PS域同时下发ODB-PB3，目前对该功能进行了配置，并在试点环境中进行了验证。3.3 形成WLAN与2/3G分组域业务融合策略 1、 选择部署TTG网关（重用GGSN）的方案，通过Gn接口接入现网GGSN；通过定

14、制的多模手机终端，在WLAN网络下通过建立IPsec隧道访问移动分组域业务(包括彩信业务），实现WLAN与2G/3G的统一接入PS域业务。2、 选择佛山为试点城市，业务示范区设置在佛山全球通大厦；试点进行核心网元TTG、GGSN、CG等及3GPP AAA服务器的建设，由华为公司提供业务体验手机终端，对WLAN与2G/3G融合带来用户体验提升的目标进行功能性验证；并验证了WLAN与2G/3G融合在技术规范、网络设备、终端等方面的成熟度。3.4 形成非移动网内用户体验移动WLAN业务的策略 1、 通过点卡充值的方式解决非移动用户名、密码申请的问题，用户可以输入点卡中的用户名、密码，体验移动的WLA

15、N网络；2、 通过省内及全国两种不同点卡，解决省内用户及漫游用户的认证、计费问题。3.5 形成802.11n部署策略 1、 形成802.11n在不同的场景下（室分部署、放装部署、室外部署等）的部署策略与方案；2、 802.11n与802.11 b/g共同运营的情况下，如何部署802.11n的策略；3、 采用试点验证的方式，对新建802.11n AP试点与现网WLAN AP试点进行用户体验对比，验证结果表明802.11n技术在接入带宽以及抗干扰能力方面的突出优势。4 WLAN与2/3G网络融合需求4.1 WLAN与2/3G技术特点 4.1.1 GSMGSM系统主要具有以下特点：1、 标准化程度高

16、，接口开放，联网能力强，能国际漫游2、 能提供准ISDN业务：电信业务、承载业务、补充业务3、 使用SIM卡，实现机卡分离，手机通用，适合未来个人通信的需要4、 保密安全性能好，具有鉴权、加密功能5、 频谱利用率比模拟系统好，系统容量大，比模拟网大三倍以上6、 价格便宜图表 2 GSM技术演进路线4.1.2 TD-SCDMA TD-SCDMA 集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。采用了智能天线、联合检测、上行同步、接力切换、动态信道分配、低码片速率、自适应功率调整等技术。图表 3 TD-SCDMA技术演进路线4.1.3 WL

17、AN WLAN技术持续演进。一项技术逐渐成熟过程中，后续技术就已开展研发无线带宽不断增加，通过物理层的调制编码技术的更新换代，向宽带无线网络演进无线网络的可管理性继续增强。设备配置管理，网络安全，终端平滑切换等特性相继引入，有利于构建可营运网络。另一方面，由于WLAN技术越来越复杂，参与厂商增多。WIFI标准化的周期显著增长。例如802.11s和802.11v标准都大大延长了标准制定周期。4.2 WLAN与2/3G网络定位据统计，在数据业务应用中，90的移动数据流量发生在相对低速或静止状态，WLAN作为短距离的无线接入技术，在低速移动/静止，游牧状态环境下具有无线高带宽接入，低成本的天然优势。

18、其中，WLAN的每兆比特成本比HSDPA低2倍比EDGE低14倍。WLAN可以分担蜂窝移动网络数据业务，从技术上讲，在其带宽和承载上有其绝对的优势具备作为移动网络业务补充的能力。引入WLAN技术，将有利于分流2/3G网络的数据业务流量，提升用户的数据业务使用体验。WLAN的低成本体现在热点数据业务的接入，如果用于广域覆盖建设，由于其无线技术的局限性，其建设成本及难度远高于其他接入方式。因此，在整体规划无线接入网络时，WLAN只能定位于热点覆盖。对于公共区域，WLAN网络定位为分流2/3G网络的数据流量，共同构建2G全面覆盖、3G热区覆盖、WLAN热点覆盖的立体化无线接入网络；针对校园宿舍、部队

19、、公寓楼等特殊区域，WLAN网络定位为有线宽带网络的延伸，争夺固定宽带市场。现阶段WLAN网络定位于介入宽带市场的抓手，找准热点、精确建网；长期规划着眼于分流现网流量，大力推动网络融合，为发展手机WLAN业务做好准备。 图表 4 WLAN与2/3G网络定位4.3 WLAN与2/3G网存在问题分析WLAN采取瘦AP+AC的组网结构，各热点的AP通过宽带接入网、IP城域网和各市公司核心机房的AC（无线控制器）设备连接，AP和AC之间采用三层交换协议进行链接。多业务在无线侧通过不同的SSID区分；AP至AC间，多业务通过映射到不同的VLAN或不同的DSCP区分。各地市的WLAN设备上纳入省公司建设的

20、统一OMC进行管理，各地市设置反拉终端。WLAN用户的认证由AC上实现，由AC将认证请求发送到省内Radius服务器（对于漫游用户，AC将请求发送至集团Radius服务器）。图表 5 WLAN网络组织图 现有WLAN与2/3G网络在协同发展过程中，主要存在以下问题： 4.3.1 WLAN用户数量较少9月全省WLAN注册用户数86万，活跃用户数7.72万，距离10年底注册用户数120万，活跃用户数20万的发展目标还有较大差距。4.3.2 WLAN网络流量总体偏低在现阶段WLAN网络难以真正起到分流2/3G网络数据业务流量的作用。下表2010年9月日均流量统计情况：图表 6 2010年WLAN与2

21、/3网络流量统计表GPRS流量TD流量WLAN流量月总流量（GB）1676642156688147504日均流量（GB）5408550544758占比84.64%7.91%7.45%全省GPRS日均流量为54085GB，而WLAN日均流量仅为4758GB（下表数据来源统一OMC），远小于GPRS流量。WLAN网络流量中80%以上流量来自校园热点，95%以上流量来自笔记本电脑终端。4.3.3 支持WLAN与2/3G网络的多模终端滞后2G网络数据业务流量90%以上来自手机终端，而目前WLAN业务用户使用的终端绝大多数是笔记本电脑。在支持WIFI功能的手机普及之前，WLAN网络难以充分分流2/3G网

22、络流量。4.3.4 现有WLAN网络的认证方式不利于提高用户体验目前WLAN的认证方式（Portal和Cookie）均需要用户终端主动选择WLAN网络，用户未养成使用WLAN网络习惯的情况下，无法提升WLAN网络使用率。主要表现在：1、 Portal认证：目前用户终端主要使用Portal认证（即DHCP+WEB认证）,强制推送Portal界面，通过用户名密码的方式认证。用户每次WLAN业务体验均需要输入用户名及密码，业务体验较差。 2、 Cookie认证：Cookie认证是在Portal认证方式的基础上，通过备份用户Cookie信息，使用户不需要重复输入其用户名和密码，能够一定程度上提升用户W

23、LAN业务体验。现有的认证方式更适合笔记本终端，手机终端使用不方便，在认证便捷（例如采用(U)SIM认证）、上网功能强的手机普及之前，多数用户仍通过2/3G网上网，不利于提高wlan利用率。4.3.5 现有WLAN网络不能接入PS域，限制了使用范围现有通过PS域接入的业务分为：CMNET、CMWAP、行业应用三类。 通过CMWAP能接入大量的自有业务，比例约为84.35%；且很多自有业务流量带来高价值，如彩信、手机游戏等。而用户通过WLAN无法体验CMWAP类的业务，限制了用户的使用范围。图表 7 WLAN与2/3网络业务融合4.3.6 问题小结总的来说，现有WLAN网络未能有效分流2/3G网

24、络流量。随着支持WIFI手机的普及，终端滞后问题将很快得以解决。当WLAN热点覆盖达到一定规模，若能进一步培养用户对WLAN使用的习惯，提高用户对WLAN网络的体验感知，则用户数和流量将可得到有效解决。因此如何提高用户对WLAN网络的体验感知将是后续推动业务发展的关键。本课题是根据移动公司的手机业务特点及用户优势，结合融合认证的技术，寻求有效提高用户对WLAN网络感知的有效途径。4.4 WLAN与2/3G网的融合需求分析根据上节的分析，当前WLAN与2/3G网络存在以下的融合需求：1、 组网融合的需求在网络规划阶段统筹考虑WLAN与2/3G网的同步规划，做到WLAN热点的精细选址，与2/3G网

25、协同建设。 2、 认证融合的需求现有的Portal及Cookie认证均需要用户参与，且不便于手机终端用户使用，应向融合认证演进，提升用户认证体验。3、 业务融合的需求现有WLAN网络无法接入PS域业务，未来向业务融合演进，实现用户业务使用与接入方式无关。4、 用户融合的需求非移动网内用户无法通过现有的移动WLAN网络体验数据业务，应向用户融合演进，统一为移动网内及非移动网内用户提供WLAN业务。5 WLAN与2/3G网络融合的发展趋势5.1 WLAN与2/3G网络融合的标准化进程无线技术的迅猛发展是无线城市出现的基础，尤其是随着以IEEE标准为核心的802.11和802.16系列标准以及无线M

26、esh组网技术的商用成熟，使低成本、高效率的宽带无线覆盖成为可能。3GPP于2003年开始“3GPP与WLAN互联”的标准化工作，从其R6版本协议开始逐步提出了网络融合的应用场景以及解决方案。欧洲电信标准协会（ETSI）提出两种方案：松耦合和紧耦合。图表 8 WLAN与2/3网络融合的耦合点分析5.1.1 紧耦合方案紧耦合的融合点选择在Gb或IuPS，把WLAN接入到2/3G核心网络，对于核心网来说，WLAN如同GERAN和UTRAN作为一种接入方式。接入控制设备与BSC/RNC类似，隐藏了WLAN网络的细节，实现所有的2/3G系统所需要的移动性管理、鉴权、认证等协议。 5.1.1.1 紧耦合

27、融合方案1：UMA图表 9 UMA耦合方案UMA的优点分析如下：1、 重用核心网资源、认证、授权和计费系统，无须改造2/3G网络。2、 基于2/3G的会话和移动性管理，切换时延小，丢包率低。3、 支持基于2/3G分组域的业务访问。4、 WLAN对底层加密，加上2/3G的认证和加密，增加了网络安全性。UMA的缺点分析如下：1、 WLAN终端、UNC设备需要实现2/3G协议栈，复杂度太高。2、 信令和数据由2/3G核心网络承载，加重了网络负担，容易形成网络瓶颈。故建议如下：此类方式实现复杂，方案尚不具备成熟模式，终端要求太高，缺少终端支持，因此不推荐使用。5.1.1.2 紧耦合融合方案2：AP G

28、W图表 10 AP GW融合方案AP GW的优点分析如下：1、 统一用户的接入方式，对2/3G核心网改动少。2、 使用SIP协议为用户进行信令承载。3、 支持基于2/3G分组域的业务访问，实现一致的业务体验。AP GW的缺点分析如下：1、 需要定制客户端注册、鉴权软件。2、 APGW需要实现Iu-PS接口协议转换，实现复杂。3、 信令和数据由2/3G网络承载，加重了网络负担。 根据以上分析建议如下：此方式属于“类UMA”方式，不要求WLAN终端实现2/3G协议栈，有网关实现协议转换。WLAN网络仍然从属2/3G网络，不能为其分流，且不利与两张网络独立演进，故此不推荐使用。5.1.2 松耦合方案

29、松耦合区别于紧耦合的最大特点是WLAN不需要接入2/3G核心网而直接接入分组数据网（PDN-Package Data Network），即与2/3G网络的融合点选择在Gi接口，而不通过SGSN等核心网元。图表 11 WLAN与2/3松耦合方案两张网络关系对等，具有各自接入控制方式、数据路由方式、移动性和安全机制。利用与2/3G网络的关联实现统一的认证、计费、业务体验以及运营管理。5.1.3 紧耦合与松耦合的比较分析根据上述对紧、松耦合方式的分析，可以得到两种耦合方式的主要区别如下表图表 12 WLAN与2/3G耦合方案比较项目紧耦合（UMA、APGW）松耦合WLAN与TD关系从属关系，系统间依

30、赖性不利于独立发展双网对等，系统结构清晰，技术成熟，有利于网络演进统一认证、计费、用户管理重用2/3G用户信息、认证系统、计费系统AAA结合HLR，统一标识用户，统一认证、计费业务能力支持对2/3G分组域的业务访问，但未能分担2/3G网络负荷支持对2/3G分组域的业务(短消息、定位等)访问，有效分流2/3G网络负荷移动性管理基于2/3G的会话和移动性管理，切换时延小，丢包率低采用移动IP实现2/3G和WLAN之间的切换，易于实施受影响网元终端、UNC、APGW等AAA、WAG、PDG等实现复杂度复杂度太高复杂度适中松耦合方案技术成熟，在业务能力、复杂度等方面具有优势，非常适合在Portal、E

31、PA-SIM/AKA认证、通过WLAN接入PS域业务等场景中的应用，建议采用该方式融合组网。5.2 业界关于WLAN和2/3G融合场景进展目前WLAN网络主要有以下融合场景：图表 13 3GPP融合场景分析3GPP场景主要特点场景1采用Portal认证，统一计费场景2实现基于EAP-SIM/AKA的统一认证场景3通过WLAN接入核心网PS域场景4网络间切换时的业务连续性，但切换过程用户可能有中断感知场景5无缝切换，即实现用户无感知的切换场景6实现3GPP CS业务的连续性各种融合场景实现功能如下：图表 14 各融合场景实现功能场景统一帐单统一认证漫游接入PS切换VOIP场景1场景2场景3场景4

32、场景5场景6当前国内已启动场景3的部署实施，场景4受产业链限制正在开展研究。各主要运营商的融合阶段如下图：图表 15 业界实现的融合场景5.2.1 中国电信“C+W”进展中国电信的C网近年来一直保持数据业务流量快速增长的趋势，以北京地区为例，2009年底EVDO数据用户快速发展，第四季度整网忙时吞吐量迅速增加，3个月增长幅度近60%。中国电信将C+W方案提升到战略层面，2009年11月1日正式推出商用，希望通过WLAN分流，解决数据卡流量快速增长导致宏网络投资压力问题。中国电信的WLAN与宏网络融合方案：1、 网络侧采用WAG+PDSN方案进行部署，同时支持C+W手机版和PC版，分流EVDO数

33、据业务流量。2、 统一认证/接入PS，提升用户体验；用户采用中国电信定制的C+W终端（PC或手机），选择1x、EV-DO和WLAN不同网络接入方式，连接至CDMA移动核心网络。图表 16 中电信WLAN与C网融合方案5.2.2 AT&T融合进展AT&T在2007年引入iPhone后，数据业务流量迅猛增长。在市场份额不到20的情况下，业务流量却高达69。图表 17 AT&T数据流量统计图表 18 AT&TWLAN连接数统计AT&T的运营案例表明：WLAN与宏网络融合，对宏网络数据分流作用明显，降低了宏网络的投资压力，提升了用户体验。 5.3 我公司WLAN网络融合发展总体策略我公司WLAN网络融

34、合将分阶段演进，逐步实现WLAN与2/3G的融合。1、 第一阶段：实现WLAN与2/3G的认证融合，实现WLAN SIM/USIM 统一认证。2、 第二阶段：实现WLAN与2/3G的业务融合，实现2G/3G/WLAN统一业务管理、统一业务计费。3、 第三阶段：通过SAE核心网，实现数据业务无缝切换。4、 第四阶段：通过SAE核心网，2G/3G/WLAN语音业务无缝切换。图表 19 各种融合场景对网络改造的需求阶段规范情况网络条件第一阶段3GPP I-WLAN release 6/7中定义完成；集团规范已经成型。所需网络条件（AAA、EAP-SIM等）和终端条件都已基本具备，已经过现网测试第二阶

35、段所需网络条件（TTG、PDG等）基本具备，支持的终端还不是太多第三阶段3GPP I-WLAN release 8及SAE；集团尚无相关规范。所需网络条件（MIPv6、HA等）和终端目前尚不具备第四阶段所需网络条件（VCC，SIP等）和终端条件都还不具备本课题将重点研究第一、二阶段。6 WLAN与2/3G网络融合研究6.1 组网融合6.1.1 融合策略热点选址需要针对各类热点的楼宇进行普查，建立充分的数据库，并结合分析GSM/TD网络的数据流量高的小区，综合1、 精确选址，现有流量热点区优先覆盖：选择现有数据流量热点区域，覆盖范围不低于30%，有效分流2/3G网络压力，提升客户感知。2、 战略

36、选址，潜在客户聚集区重点覆盖：重点选择潜在客户集中的大专院校、机场、会展中心等区域，在满足覆盖要求的同时，兼顾容量需求。3、 保障选址，党政机关加快覆盖：支持电子政务、政府信息化工作。4、 营销选址，自有服营厅全面覆盖：按照由ABC类的顺序建设，为展示业务，开展体验营销创造条件。 6.1.2 融合方案 6.1.2.1 转变WLAN选址方法1、 通过管理平台收集GSM网络小区数据流量，按日统计小区总流量数值，制作，小区总流量数据表。例如：图表 20 小区数据流量示意表CELL7月1日7月2日7月3日7月4日7月5日移动综合楼D166.20461.92664.26170.38465.816移动综合

37、楼D225.97321.35824.91240.66528.693移动综合楼D337.01435.38931.27835.92141.0242、 按月汇总，筛选出高话务基站（主要收集数据流量）；通过统计现网各小区月数据总流量，进行由大到小的排序，选取排名前15的小区，记录并进入下一步处理。例如：图表 21 小区流量分析示意表序号基站名称小区名称经度纬度7月总流量(Gbytes)1移动综合楼D移动综合楼D1112.1222223.1233336772移动综合楼D移动综合楼D2112.1222223.1233335433移动综合楼D移动综合楼D3112.1222223.1233332336.1.2

38、.2 室内覆盖方案对于室内覆盖场景主要采取WLAN共用2/3G室分系统建设、WLAN单独建设、小型分布系统覆盖三种方式。当热点区域需求量较小，而且已建设室内分布系统，则优先考虑采用TD-SCDMA网络和WLAN共用室内分布系统的方式进行WLAN建设。共用室内分布系统采用大功率AP合路器室内分布的方案，原则上不增加干放，设计上须满足覆盖目标区域功率匹配、干扰抑制要求。AP数量可根据楼层或不同区域分别耦合，一般采用后端合路，保证WLAN天线口功率在10dBm以上。AP与室内分布系统合路时，同一合路点，建议仅合路一个AP。共用室内分布系统可以充分利用原有资源，工程量较小，覆盖面广，经济快捷。在旧有T

39、D信源与天馈系统的基础上，由于WLAN设备输出信号强度较小，一般将频率最高的WLAN信号在最后合路，并且在最靠近需要覆盖的楼层或区域附近进行合路，使AP尽量接近天线，以尽量减少信号在馈线和合路器中的损耗。合路建设示意图如下：图表 22 WLAN与2/3G共用室分场景由于使用小功率AP合路时需增加干放，在放大信号的同时也增大了干扰，由于普通AP的发射功率只有100-200mW，在与室内分布式组网时必须加入干放，在放大有用信号的同时也会增大干扰信号，且AP的输出口与外置功放的输入口往往匹配不好，导致驻波比升高，功率传输效率下降，信号质量变差。建议采用500mWAP，不需要引入放大器，从而很好的降低

40、干扰，避免信号失真。目前，多数分布系统建设已考虑到2500M网络的使用，采用的无源器件、天线等均已满足8002500M频段范围。但此类站点依然按照GSM建网方式进行建设，对馈线种类、天线数量等没达到3G/WLAN建设要求，因此此类站点依然需要进行馈线的改造以及天线点的增加。方案优点：1、 利用已有分布系统，需要施工费最少 2、 需要购买合路器，不需购买馈线线等配套 3、 需选择合适的AP接入点，工程施工难度低 4、 只维护一套分布系统，维护难度低 5、 可以充分利用原有资源,对原系统影响较小，符合集团节能减排要求 6、 覆盖率高，成本低，约为纯AP覆盖方式的1/4，建设周期短，无须再安装更多设

41、备，而且设计时容量和覆盖可分开考虑。方案缺点：1、 共用室内分布系统时天线点位可能不是最优的2、 WLAN容量低、信号易受干扰，需保证隔离度 3、 小功率AP合路时需增加干放,增大干扰，恶化信号质量6.1.2.3 室外覆盖方案对于室外覆盖场景，主要采取室外型AP覆盖、Mesh型网络覆盖这两种方式。考虑AP和无线终端间信号的交互，保证用户有效的接入网络。进行天线选择时，考虑信号分布的均匀，对于重点区域和信号碰撞点，需要考虑调整天线方位角和下倾角天线安装的位置应确保天线主波束方向正对覆盖目标区域，保证良好的覆盖效果相同频点AP的覆盖方向尽可能错开，避免同频干扰。方案分析如下：对于大学校园、产业园区

42、等以覆盖需求为主、兼顾容量的地区，可以使用室外型AP进行覆盖。如图所示，AP置于建筑物顶端或外墙，使用室外型AP和带下倾角的高增益天线，对室外进行覆盖(连线距离150-300米)，同时需要避免大树等障碍物的衰减。AP数量取决于覆盖区域的数量和覆盖区域的范围，采用大功率AP(500mW)；图表 23 室外覆盖示意图采用室外型覆盖方式建设速度快，网络维护简单，投资少见效快。但需注意以下几方面：（1）室外WLAN信号和室内WLAN信号之间的干扰；（2）WLAN为共享带宽，无法保障单个用户的带宽；（3）室内WLAN信号的覆盖效果。采用Mesh设备组网覆盖时，MESH节点利用5.8GHz作为无线回传，利

43、用2.4GHz作为无线覆盖，提供无线接入服务，部署灵活，建设快捷，对传输等资源需求较少，便于大面积部署，并可以提供动态智能路由。6.1.3 融合流程应该遵循从粗到细，从全网到局部，逐步推进的方法，仔细分析用户使用习惯，判断用户停留的主要区域，从统计室外站点数据流量入手，合理、科学地筛选热点。主要根据下述流程，进行热点选址：图表 24 组网融合流程示意图6.2 认证融合6.2.1 融合策略WLAN用户的认证方式主要有PPPoE认证，Portal认证，（U）SIM认证这三种方式：1、 PPPoE认证：用户通过拨号客户端软件输入用户名及密码，采用PPPoE协议完成认证后，建立WLAN连接。该方式适用

44、于笔记本终端，手机终端不支持，无法向业务融合演进。2、 Portal认证：强制推送Portal界面，用户输入用户名及密码，通过Cookie认证方式可简化用户的认证操作，通过DHCP协议完成认证。该方式适用于笔记本终端/手机终端，但业务体验前仍需用户选择移动的WLAN网络，无法向业务融合演进。3、 （U）SIM认证：用户不需输入用户名及密码，通过802.1X+ EAP-SIM/AKA协议由3GPP AAA完成(U)SIM卡认证，建立WLAN连接。目前WLAN的认证方式（Portal和Cookie）均需要用户终端主动选择WLAN网络，用户未养成使用WLAN网络习惯的情况下，无法提升WLAN网络使用

45、率。 现有的认证方式更适合笔记本终端，手机终端使用不方便，在认证便捷（例如采用(U)SIM认证）、上网功能强的手机普及之前，多数用户仍通过2/3G网上网，不利于提高wlan利用率。对于Portal认证，目前用户终端主要使用Portal认证（即DHCP+WEB认证）,强制推送Portal界面，通过用户名密码的方式认证。 用户每次WLAN业务体验均需要输入用户名及密码，业务体验较差。而Cookie认证是在Portal认证方式的基础上，通过备份用户Cookie信息，使用户不需要重复输入其用户名和密码，能够一定程度上提升用户WLAN业务体验。 综上所述，选择（U）SIM作为融合认证方式，WLAN与2/

46、3G认证融合策略总结为：1、 WLAN与2/3G网融合认证，有利于培养用户使用WLAN网络体验数据业务的习惯，提升用户的认证体验2、 WLAN与2/3G网融合认证，有利于提升WLAN网络利用率，有效分流2/3G网络的数据流量3、 目前用户通过Portal及Cookie认证体验WLAN业务，逐步向用户提供基于（U）SIM融合认证方式，推进WLAN与2/3G网融合认证的网络建设4、 实现WLAN与2/3G网的融合认证，为后续业务融合奠定基础。6.2.2 融合方案在WLAN现网基础上，升级改造AC、认证系统、HLR等，实现手机/PC终端的融合认证，目标组网架构如下图：图表 25 WLAN与2/3G认

47、证融合组网示意图各网元的改造需求如下：1、 终端 手机终端：定制终端，支持802.1X+ EAP-SIM/AKA双向鉴权认证；支持自动、手工等多种模式选择网络。 PC终端：安装客户端软件，支持802.1X+ EAP-SIM/AKA双向鉴权认证；支持自动、手工等多种模式选择网络。2、 接入网 AC：支持802.1X+ EAP-SIM/AKA双向鉴权认证；配合3G AAA完成WLAN接入认证。3、 认证系统 支持802.1X+ EAP-SIM/AKA双向鉴权认证；支持和HLR的接口。 查询HLR的签约信息，完成用户的接入认证。4、 HLR 增加配置WLAN签约属性（HPLMN ODB和W-APN）

48、，配合完成认证。6.2.3 融合流程6.2.3.1 认证流程现状目前二级组网方式，即AC双接集团和省公司Radius方式，WLAN用户采用Portal认证。组网结构及认证流程如下图所示：图表 26 认证流程现状示意图省内用户的认证,如红线所示流程： 1、 用户由CMCC AP接入WLAN，用户发出任意WEB页面的访问请求；2、 AC重定向用户WEB访问到省内Portal；用户在Portal页面上输入帐号和密码；省内Portal将用户输入的帐号（手机号码）和密码通过接口发送省内Radius服务器；3、 省内Radius服务器判断该用户为本省用户，直接进行认证。漫游用户的认证,如棕色线所示流程:

49、1、 用户由CMCC AP接入WLAN，用户发出任意WEB页面的访问请求；2、 AC重定向用户WEB访问到省内Portal；用户在Portal页面上输入帐号和密码；省内Portal将用户输入的帐号（手机号码）和密码通过接口发送省内Radius服务器； 3、 省内Radius服务器判断该用户为漫游用户，则通知AC与直接与集团Radius建立连接，同时由AC把账号密码信息发送集团Radius服务器进行认证。6.2.3.2 后续建议的认证流程采用单省二级融合组网方式，AC双接集团和省公司Radius。该组网架构下省内用户采用SIM认证，漫游用户采用Portal认证。其组网结构及认证流程如下图：图表

50、27 单省二级融合组网流程示意图省内用户如红线所示流程： 1、 用户终端选择WLAN接入后，不需要手工输入用户名/密码，基于EAP-SIM/AKA，发起接入认证请求。2、 本省3GPP AAA服务器根据(U)SIM卡认证信息到本省HLR查询，判断是省内用户后，直接由本省3GPP AAA服务器进行认证。漫游用户如棕色线所示流程： 1、 用户由CMCC AP接入WLAN，用户发出任意WEB页面的访问请求；2、 AC重定向用户WEB访问到省内Portal；用户在Portal页面上输入帐号和密码；省内Portal将用户输入的帐号（手机号码）和密码通过接口发送省内Radius服务器； 3、 省内Radi

51、us服务器判断该用户为漫游用户，则通知AC与直接与集团Radius建立连接，同时由AC把账号密码信息发送集团Radius服务器进行认证。6.2.3.3 WLAN与2/3G融合的认证流程 单省融合认证流程省内用户采用SIM认证；漫游用户采用Portal认证。其组网结构及认证流程如下图：图表 28 单省认证融合组网流程示意图省内用户如红线所示流程： 1、 用户终端选择WLAN接入后，不需要手工输入用户名/密码，基于EAP-SIM/AKA，发起接入认证请求。2、 本省3GPP AAA服务器根据(U)SIM卡认证信息到本省HLR查询，判断是省内用户后，直接由本省3GPP AAA服务器进行认证。漫游用户

52、如棕色线所示流程： 1、 用户由CMCC AP接入WLAN，用户发出任意WEB页面的访问请求；2、 AC重定向用户WEB访问到省内Portal；用户在Portal页面上输入帐号和密码；省内Portal将用户输入的帐号（手机号码）和密码通过接口发送省内Radius服务器； 3、 省内Radius服务器判断该用户为漫游用户，则通知AC与直接与集团Radius建立连接，同时由AC把账号密码信息发送集团Radius服务器进行认证。 全国融合认证流程各省3GPP AAA网状网互联；省内用户、漫游用户采用(U)SIM认证。其组网结构及认证流程如下图：图表 29 全国认证融合组网流程示意图省内用户如红线所示

53、流程： 1、 用户终端选择WLAN接入后， 不需要手工输入用户名/密码，基于EAP-SIM/AKA，发起接入认证请求。2、 本省3GPP AAA服务器根据(U)SIM卡认证信息到本省HLR查询，判断是省内用户后，直接由本省3GPP AAA服务器进行认证。漫游用户如棕色线所示流程：1、 用户终端选择WLAN接入后， 不需要手工输入用户名/密码，基于EAP-SIM/AKA，发起接入认证请求。2、 本省3GPP AAA服务器根据(U)SIM卡认证信息到本省HLR查询，判断是漫游用户后，直接把相关信息转发到归属地3GPP AAA服务器，由归属地3GPP AAA服务器查询归属地HLR完成认证。3、 漫游

54、用户归属地HLR需同样支持配置WLAN签约属性（HPLMN ODB和W-APN），否则无法实现WLAN与分组域融合的统一(U)SIM卡认证。漫游用户归属地AC需支持EAP-SIM/AKA协议。6.3 业务融合6.3.1 融合策略现有通过PS域接入的业务分为：CMNET、CMWAP、行业应用三类。 通过CMWAP能接入大量的自有业务，比例约为84.35%；且很多自有业务流量带来高价值，如彩信、手机游戏等。用户通过WLAN无法体验CMWAP类的业务，限制了用户的使用范围。下表为CMWAP的各种业务流量价值分析：图表 30 CMWAP承载的业务类型表SP业务种类流量价值SP业务种类流量价值彩信自有业

55、务高梦网精品专区自有业务低全曲下载自有业务高移动梦网自有业务低振铃下载自有业务高139社区与邮箱自有业务低手机游戏自有业务高号簿管家自有业务低手机证券自有业务高QQ手机客户端外部业务低万花筒自有业务高MSN手机客户端外部业务低手机报自有业务高其他客户端业务外部业务低12580前向产品自有业务高百度外部业务低手机电视自有业务低空中网外部业务低飞信手机客户端自有业务低其他wap浏览业务外部业务低WLAN与2/3G网业务融合存在独立组网及重用GGSN两种不同的组网方案： 方案1：重用GGSN图表 31 重用GGSN组网示意图重用GGSN方案特点：1、 部署TTG网元通过Gn口接入现网GGSN 2、

56、可重用GGSN接入PS、计费等功能，新增TTG投资较小；设备要求低，网络部署快；TTG可平滑演进至PDG3、 增加了现网GGSN的负荷 方案2：独立组网图表 32 独立组网组网示意图独立组网方案特点：1、 部署独立PDG网元，接入PS域业务 2、 对现有2/3G的核心网影响小3、 需引入内容计费等功能，新增PDG投资大4、 设备要求高，网络部署时间较长比较以上方案，WLAN与2/3G业务融合总体策略为：1、 选择重用GGSN方案，建设业务融合的网络2、 WLAN与2/3G网业务融合，用户通过高带宽的WLAN网络体验2/3G网分组域的数据业务，提升其数据业务体验3、 WLAN与2/3G网业务融合

57、，提高WLAN网络利用率，有利于分流2/3G网络的数据流量4、 初期在融合认证的基础上，引入TTG网元，实现手机终端用户接入PS域5、 远期向SAE架构演进，实现WLAN与2/3G业务的无缝切换6.3.2 融合方案选择重用GGSN方案，建设WLAN与2/3G的业务融合网络，在融合认证基础上引入TTG网元，实现手机终端用户接入PS域。图表 33 业务融合组网方案示意图各网元的改造需求如下：1、 终端 手机终端：定制终端，支持802.1X+ EAP-SIM/AKA双向鉴权认证；支持自动、手工等多种模式选择网络；升级支持隧道管理模块。 PC终端：安装客户端软件，支持802.1X+ EAP-SIM/A

58、KA双向鉴权认证；支持自动、手工等多种模式选择网络。2、 TTG 支持终端之间隧道管理，建立用户与PS域业务网关GGSN的隧道连接。配合完成用户接入PS核心网业务鉴权和计费。6.3.3 融合流程PC终端仅接入CMNET业务，手机终端接入CMNET及CMWAP业务。图表 34 业务融合流程示意图PC终端的业务流程如下：1、 PC终端采用EAP认证由3GPP AAA授权通过后，业务流量通过AP上行至AC，由AC统一转发至IP城域网，最终连接至CMNET。2、 PC终端仅接入CMNET业务，不能接入CMWAP业务。手机终端的业务流程1、 手机终端采用PC终端相同的到3GPP AAA服务器认证流程后，

59、建立至核心网的隧道连接。2、 手机终端的业务流量通过隧道连接由AC转发至TTG，再通过GGSN接入CMNET或CMWAP。3、 手机终端可接入CMNET业务及CMWAP业务。6.4 用户融合6.4.1 融合策略针对高端的IT、商务及管理人员流动性较强，有临时上网需求的户外人员，非移动网内用户无法通过现有的移动WLAN网络体验数据业务。用户融合的总体策略如下：尽量争取有需求的各种非移动用户，提升各种用户对移动WLAN网络的体验，通过点卡充值的方式解决非移动用户名、密码申请的问题，用户可以输入点卡中的用户名、密码，轻松体验移动的WLAN网络6.4.2 融合方案及流程6.4.2.1 非移动网内用户体

60、验WLAN业务的认证方案及流程通过省内及全国两种不同点卡，满足省内用户及漫游用户的认证需求。点卡用户通过网上支付平台、其他营销渠道购买帐号、充值。图表 35 用户融合认证流程示意图针对省内点卡的认证流程如红线所示： 1、 用户由CMCC AP接入WLAN，用户发出任意WEB页面的访问请求。2、 AC重定向用户WEB访问到省内Portal；省内Portal增加上网卡用户的登录选项。3、 用户在Portal页面上输入帐号和密码；4、 Portal将用户输入的帐号和密码通过接口发送省内Radius服务器进行认证。 针对全国点卡的认证流程如棕色线所示：1、 用户由CMCC AP接入WLAN，用户发出任意WEB页面的访问请求。2、 AC重定向用户WEB访问到集团Portal；集团Portal增加上网卡用户的登录选项。3、 用户在Portal页面上输入帐号和密码；4、 Portal将用户输入的帐号和密码通过接口发送集团Radius服务器进行认证。 6.4.2.2 非移动网内用户体验WLAN业务的计费方案及流程通过省内及集团BOSS系统，分别完成对省内点卡及全国点卡用户的计费。图表 36 用户融合计费流程示意图省内点卡的计费流程如下： 1、 AC是计费采集点，由本省Radius服务器输出话单至省内BOSS，BOSS完成计费；2、 计费方式：按时长计费。 全国点卡的计费流程如下：1、