WLAN与CDMA1X混合组网中统一认证及计费的解决

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中国联通广东分公司  许俊禹

    内容提要： WLAN是CDMA1X在热点地区的有效补充，但是否能够提供有竞争力的服务，关键在于运营商如何将WLAN整合到CDMA1X的现有的基础架构。本文着重讨论CDMA1X与WLAN的统一认证和计费问题的几种可能的解决思路，希望能起抛砖引玉的作用。

    2002年中国十大通信热点中，CDMA1X、WLAN、BOSS榜上有名。中国联通凭借CDMA1X强大的无线移动数据能力，推出“联通无限”移动数据品牌，志在移动数据领域创造服务差异，并争取领先。理论上，CDMA1X可提供的单用户极限速率可达 16X＋1X＝163.2kbps（物理层）,扇区极限容量（MS无线条件很好）可达440Kbps以上，而实际的商用速率为理论极限速率的1/4至1/2，虽然基本上可以较好地满足目前的大多数的无线数据应用。然而在热点地区，面对单用户或是整个小区更高传输速率的需求时，单靠CDMA1X就显得力不从心。WLAN，能够为热点地区提供高达54Mbps的数据传输速率（目前主流为IEEE802.11b提供高达11Mbps），预示着WLAN与CDMA1X存在很好的互补。但只有在充分整合WLAN和CDMA1X资源的基础上，构建可运营的通信网，为客户提供有竞争力的服务产品的能力，才能形成电信运营商的核心竞争力。组建CDMA1X与WLAN混合网，关键在于如何充分利用CDMA1X已经比较完善的基础设施，如传输、BOSS、认证机制、营销渠道等。下文将对如何为CDMA1X与WLAN提供统一的认证和BOSS支持展开讨论。

一、WLAN的认证方法、流程、涉及到的网元
    1. AP为MS建立空中信道;
    2. 在MS与AC企图建立PPP会话的过程中，AC向HAAA发起对MS的认证（漫游状态则通过VAAA转发）;
    3. 在MS与AC之间建立起PPP会话,AC为MS分配IP地址;
    4. AC向AAA传递MS的使用信息,AAA形成UDR文件;
    5. BOSS从AAA采集UDR文件，进行计费、帐务、营业的处理，并提供客服；

二、CDMA1X认证方法、流程、涉及到的网元
    1. MS发起数据请求（service option=33），BSC通过MSC/VLR向HLR确认MS用户是否开通相应的服务，并建立空中信道；
    2. 在MS与PDSN企图建立PPP会话的过程中，PDSN向HAAA发起对MS的认证（漫游状态则通过VAAA转发）;
    3. MS与PDSN之间（通过BTS、BSC、PCF）建立起PPP会话，PDSN为MS分配IP地址（若为MOBILE IP用户，PDSN/FA向HA发起Mobile IP Reg.Request，HA与PDSN之间建立隧道，HA为MS分配IP地址）；
    4. PDSN向H/VAAA传递MS的使用信息,H/VAAA形成UDR文件;
    5. BOSS从H/VAAA采集UDR文件，进行计费、帐务、营业的处理，并提供客服；

三、WLAN与CDMA1X基础架构中用户认证及计费的整合分析
    下面将分几个层面来描述WLAN如何整合到CDMA1X的架构。
    利用CDMA1已经比较完善的BOSS系统，为用户提供统一帐单。本方案只要对BOSS系统的采集模块、计费模块等稍做调整便可以满足业务的开展，它最大的优点是可快速部署、投入少、协调难度小等，缺点是保持CDMA1X和WLAN各自独立的认证，因而网元较多造成网络管理及维护的工作量较大，进而可能影响服务质量QOS（由于网元较多造成故障点也多）。
    利用CDMA1X现有的H/VAAA，将AC直接作为CDMA1X的H/VAAA的客户端。将WLAN的认证统一到CDMA1X的H/VAAA，PDSN、AC都作为H/VAAA服务器的CLIENT，通过RADIUS协议进行交互，该方案因BOSS省了与WLAN的H/VAAA的两个接口（联机指令及UDR文件采集），改动更小，能够更快速地部署。要求AC、PDSN、H/VAAA等网元要完全遵循RADIUS协议，以保证互操作性（interoperability）。
    该方案还可以进一步通过在AC增加FA的功能，使AC/FA与HA满足Mobile IP规范，便可实现之间的互动，为用户提供WLAN的 MOBILE IP服务。
    AC与PDSN/FA互联
    本方案将AC视为类似PCF，通过A10、A11接口与PDSN/FA互联。其优点是将AC与PDSN/FA重叠的功能分离并整合到PDSN/FA，这样一来PDSN就可以象管理PCF一样管理AC。该方案是最为简洁的，但具体的实施需要所涉及到的设备厂家的配合。
    最后还要提一下利用CDMA的HLR对MS的认证机制实现对WLAN的统一认证方法，然而该方法存在一定的局限性，譬如需要增加AAA与HLR的SS7接口，对CDMA交换网络造成一定的影响，增加实施的难度和风险；需要双模卡（CDMA+WLAN）的支持，虽然已经出现双模卡，但想全面推广显然存在相当的市场难度；而且通过AAA实现对NAI帐号认证实际上是更灵活的，通过BOSS的支持，可以实现按移动电话号码（IMSI、MAC等）计费累账，实现1X数据、WLAN数据和语音业务“一单清”。所以，利用HLR进行认证的方案可能不会成为主流。

    结语：WLAN作为CDMA1X、甚至3G的有效补充已经得到运营商、设备厂家、标准化组织等方面的重视，并不断有新的和有创意的解决方案被提出，标准化工作也不断有突破。但运营商必须立足于自己的企业战略、资源状况、可获得的技术设备、与合作伙伴的合作关系、技术走向的判断等因素的统筹考虑，选择最合适的方案而非所谓的“最好”的方案。

缩略语:
AAA Authentication, Authorization, and Accounting 认证、授权、计费
FA Foreign Agent 拜访代理
HA Home Agent 归属代理
PDSN Packet Data Serving Node 分组数据业务节点
PPP Point-to-Point Protocol 点对点协议
RADIUS Remote Authentication Dial In User Service 远程认证拨号接入服务
HLR Home Location Register 归属地寄存器
VLR Visitor Location Register 拜访地寄存器
UDR Usage Data Record 数据通话记录

参考文献：
[1]中兴通信CDMA2000 1X分组数据业务技术交流
[2]中国联通CDMA 1X数据业务支撑技术规范
[3]IEEE 802.11 Tutorial    by Jim Zyren and AI Petrick

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