WiMAX與3GPP分組交換網(wǎng)絡(luò)在互通中實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

WiMAX是一項(xiàng)新興的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，基于IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn)，為用戶(hù)提供無(wú)線(xiàn)寬帶接入，實(shí)現(xiàn)面向IP的高速無(wú)線(xiàn)連接。但目前WiMAX主要應(yīng)用為固定、便攜或者低速移動(dòng)接入，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期和中期并不支持高速移動(dòng)下的無(wú)縫切換，由于技術(shù)的成熟與商用的進(jìn)程需要一個(gè)較長(zhǎng)周期，初期的WiMAX建設(shè)可能僅限于熱點(diǎn)覆蓋和企業(yè)接入等。而2G/3G移動(dòng)通信系統(tǒng)具有支持快速切換以及全網(wǎng)覆蓋的語(yǔ)音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)。兩種網(wǎng)絡(luò)的互通和融合將有助于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，讓移動(dòng)用戶(hù)在不同的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中既能利用兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)各自不同的特性，又能獲得一致的業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)。

3GPP為規(guī)范WLAN接入與3GPP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互通，定義了不同層次的互通需求，這些不同的層次被區(qū)分為6個(gè)場(chǎng)景,每個(gè)場(chǎng)景對(duì)WLAN接入與3GPP系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)有著不同的需求。由于WiMAX和目前的3GPP接入，如GERAN、UTRAN等在速率上的差異，很難實(shí)現(xiàn)WiMAX與3GPP系統(tǒng)之間的無(wú)縫業(yè)務(wù)，因此本文主要關(guān)注于WiMAX對(duì)3GPP PS業(yè)務(wù)的訪(fǎng)問(wèn)以及業(yè)務(wù)連續(xù)性，即場(chǎng)景3和場(chǎng)景4。雖然目前3GPP所定義的一些架構(gòu)能夠?yàn)閺腤LAN接入的3GPP用戶(hù)實(shí)現(xiàn)上述需求，但畢竟是針對(duì)WLAN制定的，真正推廣到其他IP接入方式仍然需要通過(guò)適當(dāng)?shù)男薷囊赃m應(yīng)具體的接入方式。因此，WiMAX與3GPP分組交換網(wǎng)絡(luò)的互通方案需要在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行具體分析。在主要針對(duì)核心網(wǎng)，并假定用戶(hù)使用能夠支持3GPP接入和WiMAX接入的雙模終端，且在接入網(wǎng)側(cè)支持兩種接入方式之間的切換的前提下，WiMAX與3GPP分組交換網(wǎng)絡(luò)的互通主要有四種方式。

GAN方式  GAN（普通接入網(wǎng)絡(luò)）重用了包括電路交換域和分組交換域在內(nèi)的移動(dòng)核心網(wǎng)。接入網(wǎng)采用WLAN或藍(lán)牙技術(shù)，并以IP作為接續(xù)技術(shù)，可以在公共無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中提供GSM/GPRS業(yè)務(wù)并能和蜂窩網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換和漫游。在GAN架構(gòu)下，當(dāng)使用WiMAX作為3GPP網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)接入方式時(shí)，WiMAX提供空中接口和基于IP的接入，而核心網(wǎng)則可以重用GSM/GPRS的核心網(wǎng)設(shè)備，包括MSC、SGSN、GGSN、HLR等，因此3GPP用戶(hù)可以利用WiMAX接入來(lái)訪(fǎng)問(wèn)各種3GPP CS、PS業(yè)務(wù)，從而可以實(shí)現(xiàn)WiMAX與3GPP系統(tǒng)的互通場(chǎng)景3和4。

GAN的不足之處在于對(duì)終端的要求過(guò)高。一般的WiMAX終端是IP終端，為了使用GSM/GPRS業(yè)務(wù)，需要在終端上增加對(duì)GSM無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)第三層協(xié)議和GPRS協(xié)議的支持，另外，還需要增加對(duì)GAN特定協(xié)議的支持。

3GPP所定義的GAN架構(gòu)中，UE和GANC之間需要建立IPsec隧道，用于承載各種信令和用戶(hù)數(shù)據(jù)，這種機(jī)制是基于WLAN接入不為3GPP核心網(wǎng)所信任的假設(shè)。由于WiMAX本身采用了比較完備的認(rèn)證機(jī)制和空口安全機(jī)制，因此當(dāng)WiMAX接入網(wǎng)與3GPP核心網(wǎng)為同一運(yùn)營(yíng)商所部署或部署這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)運(yùn)營(yíng)商之間有信任關(guān)系時(shí)，可以認(rèn)為WiMAX接入網(wǎng)對(duì)于3GPP核心網(wǎng)是可信的，在這種情況下可以通過(guò)省略IPsec隧道來(lái)簡(jiǎn)化終端上的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。I-WLANI-WLAN能夠?qū)?GPP的業(yè)務(wù)和功能延伸到WLAN的接入環(huán)境中，從而3GPP用戶(hù)可以在WLAN的覆蓋中通過(guò)WLAN來(lái)訪(fǎng)問(wèn)基于PS的業(yè)務(wù)。I-WLAN的架構(gòu)也能夠應(yīng)用于WiMAX接入3GPP系統(tǒng)。

在基于WiMAX的I-WLAN架構(gòu)中，WiMAX CSN（連接業(yè)務(wù)網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)WiMAX與3GPP之間的互通功能，包括IP連接管理、R3接口與Wa、Wn接口的橋接以及NAT(網(wǎng)絡(luò)地址翻譯)等。3GPP的AAA Server用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)認(rèn)證，而WiMAX CSN中的AAA Server則可以用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備認(rèn)證以及移動(dòng)IP中的密鑰分發(fā)等。WAG、PDG等網(wǎng)元的功能仍然依據(jù)3GPP所定義的功能。