WLAN与2G3G融合方案研究产品推动以及试点推广.ppt

中国移动集团重点/联合研发项目结题汇报报告,2010年11月1日,项目名称：WLAN与2G/3G融合方案研究、产品推动以及试点推广项目编号：2010_LH_52,一.开题计划完成情况,目 录,二、主要研究成果（整合后）,1.1 研究背景及目标,研究背景,10年公司明确了四网协同发展战略，WLAN网络是中国移动蜂窝网的重要补充，也是中国移动进入宽带市场的有效手段09年针对全业务运营下的WLAN发展策略开展了相关研究，明确了相关技术研发方向我公司运营WLAN需求迫切，3G技术的差异，数据业务量的激增与网络带宽之间的矛盾WLAN难以满足电信级运营要求，需要研究端到端的质量提升,项目目标,增强用户认证体验：面向PC和手机用户，研究相应的认证优化方案，实现便捷的用户认证与登录探索WLAN与蜂窝网的深度融合机制：多角度深入研究WLAN与蜂窝网深度融合解决方案，用户通过WLAN既可以访问互联网，又可以访问蜂窝网PS域业务提升WLAN与蜂窝网的网络效能：充分利用WLAN的高带宽优势和蜂窝网的覆盖与稳定优势，实现用户高速上网，保障用户业务安全与稳定，增强用户的业务使用体验形成WLAN与蜂窝网联合覆盖下的无线侧优化解决方案：研究WLAN与蜂窝网联合覆盖下的射频问题及干扰共存环境要求，用于指导实际的网络建设,1.2 主要研究内容及分工,无线接入网侧,核心网侧,业务平台侧,认证优化方案,项目总体协调工作由研究院负责：1.协调项目，优化资源 2.把握整体技术发展方向,支撑系统侧,终端侧,网络深度融合,网络效能提升,联合覆盖优化,Portal适配手机Cookie自动认证自动WEB认证(U)SIM统一认证,客户端终端平台,(U)SIM统一认证,无线侧融合-GANC,核心网侧融合-I-WLAN,业务平台侧融合-研究院与北京公司,多通道接入与客户端开发-江苏公司,射频优化-河北公司共存指标-北京公司覆盖优化-山东公司,网络优选与客户端开发-福建公司,认证及深度融合由研究院牵头负责：省公司提出实际运营需求，进一步促进研究院技术研发，使得技术创新工作更有针对性效能提升与覆盖优化由省公司负责：研究院从技术角度提出方案建议，从总体上把握项目的研发方向,认证优化由研究院牵头负责,深度融合由研究院牵头负责,1.3 开题计划完成情况总结,联合项目组成立、项目立项讨论,1月,联合项目组例会、项目任务分工与时间规划,2月,联合项目组例会、项目开题,4月,联合项目组例会、阶段性工作总结,6月、8月、10月,联合项目组例会、项目结项讨论,11月,项目输出成果汇总,类别,领域,项目实施,建立联合项目邮件组和定期电话会议沟通机制：召开7次电话会议，协调解决项目遇到的各种问题，并及时在集团科技创新平台更新项目进展，确保了项目的顺利实施超额工作：针对WLAN现网运营的迫切需求，项目组在用户认证、客户端开发、仿真与测试等方面开展了大量的计划外研究工作应用创新：在项目开展过程中，提出了多项创新解决方案，并成功完成了部分方案的应用实施和现网推广，取得良好的应用效果,一.开题计划完成情况,目 录,二、主要研究成果（整合后）,项目主要内容,用户认证优化方案,WLAN与蜂窝网深度融合,Portal适配手机终端Cookie自动认证客户端自动WEB认证(U)SIM统一认证端到端解决方案客户端与终端平台开发PC版、手机版-WEBPC版-SIM、Ophone-SIM,业务平台侧融合接入网侧融合核心网侧融合安全隧道解决方案HLR签约方案融合后的计费策略网络融合架构演进,网络效能提升,WLAN与蜂窝网覆盖优化,网络优选策略与技术解决方案WLAN与蜂窝网带宽捆绑方案客户端软件开发支持网络自动优选的客户端支持双通道接入的客户端,室外共存环境要求与覆盖原则室内共存要求与建设方案联合覆盖传播模型修正室分泄露控制覆盖优化客户端软件开发三网室内信号仿真软件,2.1 面向用户感受提升的认证优化方案-研究院,Portal适配手机终端（方案一）：针对Portal认证页面无法在部分手机终端正确显示问题，创新提出基于UA的Portal适配手机终端处理机制，显著增强手机用户认证体验-已应用于32款手机终端,用户每次登陆均需手动输入账号/密码，操作不便，针对该问题，创新提出基于Cookie的定期自动认证解决方案，满足用户的便捷性认证需求已全网推广应用,Cookie自动认证（方案二）,统一SIM认证（方案四）,为完全实现手机用户的自动认证，系统提出基于(U)SIM卡信息的统一认证解决方案，以提升手机用户认证感受视公司发展策略，适时推进,PC版随e行-WEB,手机版客户端-WEB,PC版随e行-SIM,Ophone平台-SIM,针对已发布的G3随e行客户端不具备WLAN功能，且现网无手机上的WLAN客户端，开发实现WLAN功能的PC版本随e行客户端以及手机版WLAN客户端（支持OPhone、Android、WM、Symbian、iPhone、BlackBerry）11月全网进行试用测试针对(U)SIM认证需求，开发完成支持(U)SIM认证的PC版客户端和Ophone平台-视公司发展策略，适时推进,客户端与终端平台开发（方案五）,针对Cookie认证仍需打开浏览器、用户可能禁止Cookie的缺点，提出基于客户端方式的自动认证解决方案，通过短信自动获取帐号与密码，实现WLAN自动认证视公司策略，适时推进,自动WEB认证（方案三）,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.1.1 基于优化Cookie的定期自动认证方案,待解决问题：用户每次登录WLAN，均需在弹出页面中手动输入帐号/密码，使用不够便捷技术原理：用户首次认证成功后，由Portal将用户名、开通服务时间和有效期信息等写入加密Cookie中，后续在有效期内系统可利用解密的Cookie信息自动完成认证登录,实施效果：方案可基本满足PC和大部分手机用户的便捷登录需求，已全网推广应用后续优化思路：首次登陆仍需打开浏览器，无法完全实现自动认证。后续仍需针对手机认证进行优化，重点研究基于客户端的创新优化方案、SIM自动认证方案等,新版门户实现了定期自动认证（面向手机和PC）,关键创新：与套餐绑定的cookie有效期计算基于业务信息的自动认证机制；cookie中不存储密码信息；对cookie采取高强度加密单一终端有效性机制、服务器侧主动获取cookie机制基于绝对路径的HTTPS安全处理与高效传输机制基于认证优先级的用户在线冲突灵活处理机制网络改造及端到端影响：改造点为Portal/Radius，AP/AC及终端均无需改造,创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.1.2 基于客户端方式的自动WEB认证方案,待解决问题：Cookie自动认证仍需打开浏览器、用户可能禁止Cookie，需进一步研究优化的解决方案技术原理：对于插(U)SIM卡的终端而言，其既是一个WLAN用户，也是一个移动网的合法用户。因此终端可利用移动网这个可信通道，将终端的身份信息告诉给WLAN AAA平台，从而实现自动认证,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,IMEI方案,自动Web认证,IP地址方案,MAC地址方案,综合比较，推荐“自动Web认证方案”，用户安装客户端后，无需输入用户名/密码，无需启动浏览器，即可实现自动认证,基于客户端方式的自动WEB认证方案（面向手机）,关键创新：基于DM平台中存储的合法移动用户MSISDN和终端IMEI号码的对应关系，实现WLAN的自动认证基于短信自动获得WLAN用户名/动态密码，并代替用户基于Web认证机制完成WLAN自动认证将合法移动用户的WLAN IP地址通过短信上报Radius Server，由Radius Server通知AC打开WLAN接入通道，实现WLAN自动认证将合法移动用户的WLAN MAC地址通过短信上报Radius Server，AC基于合法MAC地址的查询实现WLAN接入认证,创新点,终端将一个网络的身份标识上报给另外一个网络，不是其标准功能，需定制客户端,推荐,2.1.3 基于(U)SIM信息的统一认证方案,待解决问题：利用2/3G网的认证能力，重点解决手机用户的WLAN接入认证问题，实现WLAN自动认证登录技术原理：终端在连接WLAN网络时通过EAP协议封装(U)SIM信息，上报给后台认证系统3GPP AAA 服务器，再由3G AAA与HLR进行鉴权数据交互，采用与2/3G相同的方式自动完成对用户的身份认证,方案简要示意图,网络改造与端到端影响：引入3GPP AAA 服务器AC需支持SIM认证流程终端需定制或统一要求,实施计划：已开展实验室测试验证，后续将配合相关部门完成现网试点，推进统一SIM认证的上线部署,AP,WLAN AN,AC,Internet,3GPP AAA Server,HLR,Portal/Radius,关键创新：空口加密与漫游切换机制单/双SSID策略与解决方案WEB/SIM认证共存机制3G AAA组网与漫游架构可根据配置灵活采用MAP restore data或者MAP GPRS update location签约业务下发方式,创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.1.4 WLAN客户端与Ophone平台开发,问题与需求:已发布的G3随e行客户端不具备WLAN功能，且现网尚无手机上的WLAN客户端，严重影响了客户端用户的业务体验，结合集团WLAN业务发展需求，急需开发支持WLAN接入的PC版与手机版客户端；在此基础上，研究开发支持(U)SIM认证的随e行客户端与Ophone平台，提高用户使用WLAN业务的体验技术难点:市场终端类型众多，需综合考虑多种类型终端的适配,关键创新：基于中国移动网络特点，首次实现一键快捷登录、一键快速切换功能；手机版客户端首次创新实现附着CMCC即自动登录功能,创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.2 面向WLAN与蜂窝网深度融合的端到端解决方案-研究院,接入网侧融合方案,GANC方案对终端要求较高，网络设备受限于单一供应商。相比之下，I-WLAN方案更具开放性GANC演进方案尚未写入3GPP，I-WLAN方案可演进至SAE架构,核心网侧融合,业务平台侧融合,I-WLAN方案具有较好的开放性可演进至SAE架构，在3GPP已有比较明确的演讲方向,业务共享网关需具备所有APN域下的网关功能，设备实现与后续维护非常复杂对业务平台改动较大，各平台业务流程均需与业务共享网关进行适配,推荐,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.2 面向WLAN与蜂窝网深度融合的端到端解决方案,核心网侧融合端到端解决方案：09年确定了I-WLAN的大方向和技术方案的选择；今年主要在方案的具体应用方面做了一些关键问题的创新和探讨技术原理：在实现统一SIM认证的基础上，当用户发起分组域业务请求时，可允许用户通过建立安全隧道（UDP或IPsec）的方式，通过新增的网关设备接入到2/3G的分组域并具有访问分组域业务的权限，其接入及业务使用体验与2/3G类似。,方案简要示意图,实施计划：目前已形成较为完整的技术解决方案，后续将结合实际需求开展进一步的工作,访问PS域的认证流,业务流（访问PS域）,安全隧道,PDG独立组网方案：PDG独立设置，设备功能要求高，对现网影响较小,关键创新点：IPsec、SIP+UDP、SIP+TLS安全隧道的选择综合分析，采取SIP+UDP安全隧道WLAN业务签约与下发方式基本业务使用HPLMN ODB参数的第3位QoS业务复用现有PS的QoS属性难点：融合后的计费问题访问Internet和分组域业务采取时长或流量计费，对网络影响差异较大，需结合集团业务开展，统筹考虑相关策略,创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.3 面向网络效能提升的解决方案,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,网络优选-福建公司,多通道接入-江苏公司,基于“容量与覆盖最优”的判定原则，开发PC客户端软件，对2G/TD和WLAN网络的信号进行动态比较，智能选网、自动鉴权，实现终端在三网间一键式动态切换根据网络质量动态选网，有效利用网络性能，提升用户上网速率和稳定性，增强用户体验,同时利用WLAN与蜂窝网两个通道传输同一文件的不同部分，以及在会话建立后在两个信令通道上冗余传输信令。从而可以保证在连接建立后，任何一个通道中断都不会中断业务。双通道同时传输可在提高传输效率的同时，保证即使在网络切换过程中也不中断业务,已分别完成基于网络优选策略和多通道接入的客户端软件开发，并开展了内部试用，用户上网速度与稳定性显著提升，有效增强了移动宽带接入能力与客户感知两种方案适用于不同的应用场景，后续将结合具体场景和整体策略，推动方案的落地工作,2.3.1 面向网络效能提升的解决方案-网络优选,待解决问题：根据WLAN与蜂窝网的网络质量，动态选择相应的网络，充分发挥网络效能技术原理：根据接收信号电平，结合网络信号门限与负荷度，动态选择质量较好的网络,方案简要示意图,实施效果：已完成客户端软件开发并进行内部试用，PC用户可在TD/2G与WLAN网络间自动切换，用户上网速率提升140%以上，有效提升了移动宽带接入能力与客户感知后续计划：进一步优化方案，探讨与随e行客户端的对接与应用推广,关键创新点：网络信号强度检测算法：基于分组方式，对网络信号强度进行平均化，避免终端在TD与WLAN网络间频繁切换仲裁模块策略设计：网络信号门限：UE测量到的WLAN和蜂窝网信号电平值必须大于此门限值才能判断该网络信号良好网络刷新速度：间接衡量网络负荷度，越小表示网络越容易切换,创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.3.2 面向网络效能提升的解决方案-多通道接入,待解决问题：仅通过单通道网络访问数据业务，用户业务带宽、稳定性及安全性无法得到有效保障技术原理：从基站侧、WLAN侧异构连接到互联网，同时使用双通道访问服务器，双通道传输文件不同部分，信令通道在连接建立后双通道冗余传输，保证通道切换过程中不中断业务,方案简要示意图,实施效果：已完成客户端与服务器软件开发并进行内部试用，传输速度与业务稳定性显著提升后续计划：进一步优化方案，同时探讨应用推广的可行性,关键创新点：首尾相向的传输方法：具有先天的自然闭合优势，可以在无需流量监控的情况下实现尽力而为的服务模型对于不定长的数据，采取分段方式解决,单/双通道平均传输速度(KBps),创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,2.4 面向覆盖的无线侧优化解决方案,网络规划：传播模型与共存指标,网络建设：优化解决方案,室内传播模型修正-河北公司：传统KEENAN-MOTLEY模型：PL(dB）=32.4+20log（f）+20log（d）+PW关键创新点：建立介质损耗库，在此基础上提出修正模型：PL(dB）=32.4+20log（f）+20log（d）+K1+K2+K3，传统偏差：4.4dbm，修正偏差：1.57dbm开发室内信号传播仿真软件-河北公司室外共存指标要求-北京公司：室内共存要求-北京公司：共室分时尽量末端合路，利用合路器端口隔离度尽量降低干扰，TD：40db；LTE：80db以上,室分泄露控制方案-河北公司关键创新点：动态调整末端天线发射功率，有效减少不必要的切换与干扰室内共存分簇解决方案-北京公司 关键创新点：以WLAN的限制条件来确定分簇。簇内按照WLAN制式要求确定天线点间距。各簇内的天线点数量尽量均衡，天线位置相对集中覆盖优化方案-山东公司Beacon帧间隔调整与功率控制相结合天馈系统支路合路；根据天线布放位置设计天线口功率；多天线，小功率天线角度调整避免碰撞与干扰用户2层隔离，减少广播报文与ARP攻击,天线垂直间距(m),天线水平间距(m),创新点,认证优化,效能提升,深度融合,覆盖优化,总 结,本课题已完整覆盖开题计划中涉及的研究方向及关键研究点，并超额输出相应的报告、方案、规范、产品及专利报告：34份；规范14份；商用/原型产品7个；专利8个，另有7个专利在审,后续工作计划：从提升网络质量和增强用户感受方面，进一步研究WLAN端到端质量提升的有效手段，有效支撑公司的四网协同发展战略,项目整体性,总体协调：牵头单位定期组织项目组例会，有效整合资源，有计划、有针对性的开展相关工作，把控项目整体进度和关键技术的研发方向分工：结合各自优势，将整体工作切块，实现项目组成员各司其职合作：研究院利用技术优势，对关键技术点进行把控；省公司及时反馈需求与实际问题，进一步促进研究院的研发工作,项目进度执行情况,已按照集团统一要求，按时在集团科技创新平台填报项目进度,项目工作总结,项目创新性,项目开展过程中，在认证、融合、网络效能提升、无线侧优化等领域的关键技术点方面提出了大量创新性解决方案，部分成果成功申请了专利（8件），并在全网推广应用，取得良好的效果,开题计划完成情况,20,谢谢大家！,