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cdma2000 1x网络引入WLAN接入探讨

发布: 2007-6-23 15:23 | 作者:   | 来源:   | 查看: 12次 | 进入软件测试论坛讨论

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  摘 要 对在中国联通现有cdma2000 1x网络中引入WLAN接入的相关问题进行了探讨,介绍了cdma2000 1x网络和WLAN网络的结构,重点讨论了在cdma2000 1x网络中引入WLAN接入的解决方案和业务流程,并提出了可能存在的问题。
  

  关键词 cdma2000 1x WLAN PDSN 移动IP模式 简单IP模式
  
  中国联通在2003年年初已经建成了cdma2000 1x网络,目前正逐步实施向第三代移动通信网络演进。从目前网络的应用情况来看,cdma2000 1x网络空中最高的业务传输速率在150 kbit/s以下,并且在部分数据业务热点地区存在语音和数据业务共享载波的现象。这些情况表明,现有的cdma 2000 1x网络难以满足高速数据业务热点地区的业务需求。中国移动的GPRS网络也存在类似的问题,为了解决这一问题,中国移动引入了802.11 Wireless LAN(简称WLAN),并在商务写字楼、宾馆、展览馆、机场等地区建设了WLAN,实现了GPRS和WLAN双模接入,满足了高端用户的高速数据需求,提升了企业形象,增强了市场竞争力。相对于GPRS网络,在cdma2000 1x网络引入WLAN接入在技术实现上更为容易。下面将探讨在现有cdma2000 1x网络中如何经济、方便地引入WLAN接入。
  
  1 cdma2000 1x分组域网络结构
  cdma2000 1x分组数据业务完全基于IP,其网络模型包括简单IP和移动IP两种。
  
  cdma2000 1x分组域核心网络在BSC侧增加了PCF(分组控制功能),主要用来实现与PDSN(分组数据服务节点)间二层的连接以及对无线资源和状态的管理等;PDSN/FA(外地代理)主要实现与移动终端间PPP的连接、与分组数据业务网的连接、配合AAA认证、支持Radius客户端、接收PCF的计费信息形成用户计费记录、在简单IP中支持用户地址动态分配、在移动IP中支持FA功能;HA(家乡代理)只在移动IP中采用,主要完成移动IP注册、分配用户归属IP地址、与PDSN/FA的隧道连接。PCF与BSC间定义了A8(用于承载业务)和A9(用于传输信令)接口,PCF与PDSN间定义了A10(用于承载业务)和A11(用于传输信令)接口。在实际组网中,BSC与PCF来自同一厂商,A8和A9接口尚未开放,而A10和A11接口具有良好的开放性。
  
  从网络结构上看,简单IP和移动IP的主要区别在于:简单IP没有HA及PDSN不要求具备FA功能。从业务功能上看,简单IP与移动IP的主要区别在于:在移动IP中,PDSN/FA通过与HA间的隧道连接、代理发现机制和移动注册机制,在实现用户漫游时业务不中断;通过对用户分配静态IP地址,方便实现网络侧发起的业务;简单IP难以实现跨PDSN的漫游以及用户采用静态IP地址实现网络侧发起的业务。
  
  由于通过集群等方式,单系统PDSN能够同时支持几万到几十万的用户连接,且现有移动终端对移动IP的支持不是很成熟,因此中国联通现阶段主要采用简单IP组网模式,并通过全省集中设置PDSN来减少跨PDSN的漫游。本文进行的相关讨论主要基于简单IP组网模式。
  
  2 WLAN简介
  目前,802.11 WLAN的主要技术标准有802.11b、802.11a和802.11g,均基于CSMA/CA以太网协议。802.11b是目前国内应用最为广泛的标准,也称之为Wi-Fi,采用2.4 GHz波段、CCK调制技术,最大共享带宽为11 Mbit/s。目前,产品室内覆盖一般可达30~50 m,室外覆盖可达100~200 m。802.11a采用5 GHz UNII波段、OFDM调制技术,最大共享带宽为54 Mbit/s。802.11g采用2.4 GHz ISM波段、CCK和OFDM调制技术,最大共享带宽为54 Mbit/s,可后向兼容802.11b,因而将来在国内更有可能被广泛采用。
  
  从技术和产品的成熟度考虑,在cdma2000 1x中引入WLAN,当前应采用802.11b组网。AP主要完成802.11b移动终端的无线以太网接入功能,能够提供11 Mbit/s的无线传输速率。AP一般包括无线处理模块和以太网接口模块,这两个模块可完成简单他对无线用户的管理、无线信道的动态分配以及802.11b与802.3以太网协议的转换。AC主要完成与用户(如PPP等方式)的连接,配合AAA支持PPPoE、DHCP+Web、802.1X和SIM认证方式,用户地址的动态分配,支持Radius客户端及形成用户计费记录,用户安全机制等功能。目前厂商可以做到同一个AC控制下的AP的无缝覆盖和漫游。
  
  3 cdma2000 1x引入WLAN接入的解决方案
  3.1 cdma2000 1x+WLAN的网络结构
  
  从上述对cdma2000 1x和WLAN基本结构的分析可以看出,两者功能实体的功能具有较多的相同点:AP与BTS、BSC/PCF都可以实现无线用户的空间接入以及对无线资源和状态的管理;AC和PDSN都可以终结与移动终端间的PPP连接,配合AAA进行认证和计费;同一AC控制下的AP可漫游,在简单IP网中,同一PDSN管辖下的PCF可漫游。
  
  鉴于上述共同点,对cdma2000 1x现有网络略加改进以实现WLAN接入,是比较方便和经济的。
  
  (1) 对原WLAN的改进:cd-ma2000 1x网络中PCF与PDSN间定义了A10和A11接口,为PCF通过IP网络连接PDSN提供了必要的协议基础,该接口上主要传送来自无线网的计费记录、PCF与PDSN的连接控制消息及用户数据。而AP只能完成二层协议处理,难以穿越三层IP网络,除非采用隧道方式或专线方式接入到PDSN。因此,在网络中增加了APGW(AP Gate-Way)设备,用来完成A10、A11接口的功能,实现对无线网络计费记录、与PDSN连接控制信息及采用GRE封装的用户数据的传送,使AP能够通过IP网络接入到PDSN,便于在现有cd?-ma2000 1x网络上开展WLAN接入。为便于传输,APGW应靠近AP设置。
  
  (2) 对原cdma2000 1x网络的改进:由于cd-ma2000 1x和WLAN两种接入手段共享PDSN和AAA,因此要求PDSN至少能够实现WLAN用户的PPPoE接入、与APGW的开放接口、对cdma2000 1x和WLAN用户的辨别及鉴权和计费记录,要求AAA服务器实现WLAN用户的鉴权、计费。仍以上述某省级cdma2000 1x网络为例,说明如何在中国联通现有cdma2000 1x网络上部署WLAN。
  
  APGW可以通过中国联通现有的城域网接入cdma2000 1x网络中的地市接入路由器,通过中国联通现有的R-P接口IP专网实现与PDSN的连接。cdma2000 1x网络中WLAN接入的业务流程如下。
  
  (1) 当移动终端在WLAN中检测到WLAN信号时,便连接到AP并发起注册请求。
  
  (2) AP/APGW接收到注册请求消息后向PDSN发送指示消息,用于建立一个新的分组数据会话。
  
  (3) PDSN与移动终端建立一个PPP会话,PDSN和APGW均产生关于A10连接的绑定记录。
  
  (4) 如果建立PPP时采用了CHAP或PAP认证,则PDSN向拜访AAA发送认证请求,除了认证信息外,该请求还包括用户服务轮廓。
  
  (5) 拜访AAA服务器将认证请求转发至移动终端归属AAA服务器。
  
  (6) 归属AAA服务器向拜访AAA服务器发送认证响应。
  
  (7) 归属AAA服务器转发认证响应给PDSN。
  
  (8) 建立PPP会话,PDSN给移动终端分配IP地址,PDSN向拜访AAA服务器发送计费开始消息,拜访AAA服务器将认证计费转发到归属AAA服务器。
  
  (9) 移动终端和PDSN使用PPP会话进行数据传输。APGW可以通过GRE帧在A10连接上发送或接收数据。在注册生存期超过前,APGW发送注册请求消息以更新A10连接的注册。注册请求消息也可用于向PDSN传送与计费相关的信息以及其它信息,这些信息在系统定义的触发点上传送。对于有效的注册请求,PDSN返回带接受指示和生存期值的A11注册应答消息。PDSN和APGW均更新A10连接的绑定记录。PDSN在返回注册应答消息之前保存与计费相关的信息(若接收到),用于进一步处理。
  
  (10) 如果用户或PDSN终止数据业务,则PDSN将终止和用户的PPP连接,拆除与APGW的RP连接,并向AAA发送服务终止的计费信息。
  
  3.2 cdma2000 1x+WLAN实现的业务
  
  目前,cdma2000 1x网络主要提供因特网业务、专网接入业务、基于WAP/BREW/JAVA的业务以及多媒体通信业务等。在cdma2000 1x网络中引入WLAN,只是提供了更高带宽的接入手段,只要移动终端支持,就能够实现各种现有cdma2000 1x数据业务,并能提供更高带宽需求的如VOD、视频广播等业务。WLAN的引入不会影响现有cdma2000 1x的技术体制和向1X/EV的演进,以及现有各种业务策略、组网策略、计费策略、地址分配策略等。
  
  4 存在的问题
  (1) WLAN本身的技术问题
  
  WLAN技术本身存在着射频干扰问题;在用户密集地区,固有的碰撞检测与重发机制使

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