WiMAX是一項新興的無線通信技術(shù),基于IEEE802.16系列標準,為用戶提供無線寬帶接入,實現(xiàn)面向IP的高速無線連接。但目前WiMAX主要應(yīng)用為固定、便攜或者低速移動接入,在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期和中期并不支持高速移動下的無縫切換,由于技術(shù)的成熟與商用的進程需要一個較長周期,初期的WiMAX建設(shè)可能僅限于熱點覆蓋和企業(yè)接入等。而2G/3G移動通信系統(tǒng)具有支持快速切換以及全網(wǎng)覆蓋的語音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)點。兩種網(wǎng)絡(luò)的互通和融合將有助于兩個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢互補,讓移動用戶在不同的無線接入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中既能利用兩個網(wǎng)絡(luò)各自不同的特性,又能獲得一致的業(yè)務(wù)訪問。
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個場景,每個場景對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,很難實現(xiàn)WiMAX與3GPP系統(tǒng)之間的無縫業(yè)務(wù),因此本文主要關(guān)注于WiMAX對3GPP PS業(yè)務(wù)的訪問以及業(yè)務(wù)連續(xù)性,即場景3和場景4。雖然目前3GPP所定義的一些架構(gòu)能夠為從WLAN接入的3GPP用戶實現(xiàn)上述需求,但畢竟是針對WLAN制定的,真正推廣到其他IP接入方式仍然需要通過適當?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)之上進行具體分析。在主要針對核心網(wǎng),并假定用戶使用能夠支持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)的移動核心網(wǎng)。接入網(wǎng)采用WLAN或藍牙技術(shù),并以IP作為接續(xù)技術(shù),可以在公共無線網(wǎng)絡(luò)中提供GSM/GPRS業(yè)務(wù)并能和蜂窩網(wǎng)實現(xiàn)無縫切換和漫游。在GAN架構(gòu)下,當使用WiMAX作為3GPP網(wǎng)絡(luò)的無線接入方式時,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用戶可以利用WiMAX接入來訪問各種3GPP CS、PS業(yè)務(wù),從而可以實現(xiàn)WiMAX與3GPP系統(tǒng)的互通場景3和4。
GAN的不足之處在于對終端的要求過高。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GSM無線接入網(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數(shù)據(jù),這種機制是基于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證機制和空口安全機制,因此當WiMAX接入網(wǎng)與3GPP核心網(wǎng)為同一運營商所部署或部署這兩個網(wǎng)絡(luò)的兩個運營商之間有信任關(guān)系時,可以認為WiMAX接入網(wǎng)對于3GPP核心網(wǎng)是可信的,在這種情況下可以通過省略IPsec隧道來簡化終端上的協(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用戶可以在WLAN的覆蓋中通過WLAN來訪問基于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用于實現(xiàn)用戶認證,而WiMAX CSN中的AAA Server則可以用于實現(xiàn)設(shè)備認證以及移動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。