基于UMA固定移动网络融合解决方案

基于UMA固定移动网络融合解决方案2008年7月2日11:39移动通信评论(0)作者：佚名1、引言通信技术发展到今天，有线通信和无线通信都表现出各自的优越和不足。随着人们对多媒体传输需求的猛增，多媒体数据业务越丰富，对无线网络的局限和对便携式设备的限制就越大，这急需一种解决办法。目前，有线通信主要采用双绞线、同轴电缆等连接手段，提供从几kb/s到几Gb/s的传输速率，这种几乎无上限的传输能力能够开展从窄带到超宽带的各类型业务，但恰恰也是这根“线”使有线通信失去了很好的自由度。无线通信虽然突破了“线”的束缚，但是受到频率资源、传输能力的严重限制，纯粹的“无线”无法满足业务发展的需求。因此，有线通信和无线通信的相互补充、整合能够很好地适应和满足通信市场的发展需要。“有线”、“无线”技术的优势互补，为固网与移动网的融合(FMC，Fixed-mobilConvergence)提供了动力。在目前频谱资源有限的情况下，免费的ISM(IndustrialScientificMedical)频段无疑很具诱惑力，但是，采用ISM频段技术重新布网又不太现实;而使用ISM频段技术与现有蜂窝网络融合，既可提供新的移动服务或增强原有移动服务，又可整合已有资源，实现网络资源共享，因此，顺应市场对业务融合的强烈要求，利用现有网络实现FMC应用的非授权移动接入(UMA，UnlicensedMobileAccess)的解决方案应运而生。2、UMA技术简介UMA是一种使用ISM频段的，由英国电信等电信运营商起草的新GSM无线接入方式。UMA借助ISM频段相关技术将移动终端接入GSM/GPRS核心网，进而使用各项GSM/GPRS服务。UMA网络能够与现有无线接入网络(GERAN，GSMEDGERadioAccessNetwork)共存，互不影响，还能够通过信息交互，实现移动终端在两种网络间的漫游切换。2.1UMA技术原理通过非授权网络(蓝牙或WiFi)，UMA技术可从传统蜂窝网络或本地GSM和GPRS移动服务的手机自动切换到UMA接入点，使手机无中断地检测到速度最快、最经济的网络，从而使手机用户可以最灵活的方式获得先进的手机服务。手机离开UMA接入点的覆盖范围后，则无缝切换回蜂窝网络。图1为UMA网络拓扑结构：图1UMA网络拓扑结构在UMA体系结构中，原有的蜂窝网络并没有进行调整，只是在网络中引入一个新的网络组件——UMA控制器(UNC)。UNC的作用相当于GSM/GPRS原有接入网中的基站控制器(BSC)，负责UMA网络的无线资源管理以及链路管理，此外UNC还通过IP网络与移动终端(MS)建立端到端的连接，并与MSC/GPRS交换信息。2.2UMA网络体系结构UMA网络体系结构如图2所示[1]：图2UMA网络体系结构UNC通过A接口或Gb接口与MSC或SGSN连接，保证MS与MSC之间移动性管理(MM)的信息透明传输(或MS与SGSN之间逻辑链路控制层的信息透明传输)。另外，UNC通过Wm接口与AAA代理服务器连接，完成用户认证。在UNC与终端间，UMA定义了新的Up接口，用于UNC与终端间的通信。GSM的MM及其上层消息仍在终端和MSC之间透明传输，这使得UMA用户可以获得原有的GSM/GPRS业务。3、UMA技术优势UMA技术已经非常成熟，完全可以满足目前的用户需求，也符合运营商在当前FMC市场中的竞争策略。正是基于技术优势，且满足了固移运营商的需求，因而UMA技术得到了手机和基础设施领域所有主要厂商的支持。3.1技术优势(1)在体系结构上，UMA技术只是在网络中引入了UMA控制器，没有更改原有的蜂窝网络，这使得运营商可以综合利用现有蜂窝网络及本地无线网络(WLAN)扩展服务领域，降低用户资费，吸引客户使投资利益最大化;使从传统蜂窝网络获得GSM和GPRS移动服务的双模手机可以自动切换到UMA接入点，从而可以无中断地检测到速度最快、成本最经济的网络[2]。(2)不影响原有业务。它能使原有业务在融合的网络中与原有网络中保持一致，较易被用户接受，可以更好地吸引原网络客户使用融合网络。(3)在目前频谱资源有限的情况下，UMA使用免费的ISM频段，拉开了移动终端大规模利用“最后一公里带宽”接GSM/GPRS核心网的序幕，使运营商向移动用户提供话音推送、VoIP、视频服务等高带宽业务成为可能。(4)UMA作为一种固定——移动一体化解决方案，满足了家庭及企业用户对通信便利性及高效性的需求，即通过一台终端、一个号码、一张账单实现传统的固定-移动业务。尤其是对企业用户，在有UMA覆盖的办公室范围内，移动通信费用可以大幅度降低，并且不需支付高额的漫游费用，这可降低企业的通信费用支出，缩减成本。3.2固网运营商技术需求目前，固网运营商面临着“增量不增收”的问题，无论是语音业务还是数据业务的推广都面临困难，急需引入新技术来扩展业务领域，寻找新的利润增长点。固网运营商希望通过UMA解决方案开发出更有吸引力的业务，吸引更多用户，防止用户的流失。(1)对于固网运营商而言，由于UMA采用的是免费的无须申请的ISM频段，因此在没有移动牌照的情况下，它可以被固网运营商采用并藉其介入移动市场，且利用现有资源架构UMA网络，成本相对低廉。(2)当3G牌照正式发放后，固网运营商将发展为全业务运营商，会在原有的大量宽带接入用户基础上推广UMA，这将为其带来更多宽带接入业务及IPTV等高流量的增值业务。因此，UMA带来的附加效益是不可估量的。(3)目前，家庭和企业信息化服务日趋显示出较大的发展空间。家庭和企业在固网用户中占很大比例，固网运营商在推广网络融合业务时，可以充分利用这一点，扩展领域，寻找利润增长点。3.3移动网络运营商的技术需求对移动运营商来讲，虽然业务状况良好，但移动市场已趋于饱和，也出现了业务APRU(AverageMonthlyRevenuePerUnit)值下滑的状况，移动运营商需要扩充领域，因而对UMA技术充满了期待[3]，具体表现在以下4方面：(1)移动运营商希望通过较低的成本提高蜂窝网络覆盖范围及系统容量，UMA技术使其避免了在频谱资源、基站设备等方面的大量投资。(2)移动运营商将UMA网络与现有GERAN同时使用，可使得部分用户通过UMA网络接入GSM/GPRS核心网使用各项GSM/GPRS服务，能够缓解GERAN的压力。并且，UMA容易在室内实施，可用来解决室内覆盖问题。(3)3G时代到来后，移动运营商要面对电信、网通等固网运营商的强烈冲击，因此必须积极拓宽服务领域，利用UMA技术，更好地应对FMC。(4)目前，IP多媒体子系统(IMS，IPMediaSubsystem)体系架构是目前公认的网络融合发展方向。将来可以支持所有IMS业务的UMA是实现IMS的过渡方案，是运营商向用户提供FMC业务的第一步，而应用UMA解决方案向用户提供多样的、低价服务的运营商将会在未来IMS大战上取得有利地位。4、UMA技术展望UMA解决方案使服务提供商只需一个移动设备、一个用户界面、一套系统，便可同时处理语音和数据的公共网络服务，以及将蜂窝网络和无线局域网(Wi-Fi和蓝牙)合并成一套无线网络来提供服务。UMA解决方案还可以融合蜂窝网络和任何基于IP的无线接入网络，例如IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20移动宽带无线接入(MBWA)和超宽带(UWB)网络。但是，这种网络的融合只是一种合并，而非真正意义上的融合。在网络结构上，它还存在两条独立的链路：UMA链路和传统蜂窝网络的链路;在链路上，还存在两种独立的接入点：UMA的AP和蜂窝网的BS;网络控制器也是两套独立的设备：UNC和BSC。真正的固定移动融合应该是网络各层面、终端、支撑系统的整合和融合，可为用户提供无缝的融合业务体验和服务能力，以及可使电信运营商进行客户群细分基础上的产品和业务整合工作。4.1网络融合真正的固网和移动网络融合发生在网络的各个层面，包括业务层、控制层、传送层、接入层等多个层面的融合，如图3所示：图3UMA带来真正网络融合的架构从标准、设备以及应用现状看，传送层的融合，即一些基于IP承载网络的和业务层面的融合方案在技术上已经成熟，因此融合可能最先发生在这些层面;有些接入层的融合方案比较成熟，也有一些商用案例;控制层的融合，即基于IMS的网络融合，由于在标准、设备、应用等方面都尚未成熟，许多问题还在探讨中，因此控制层的融合作为未来发展的目标，其实现将会比其他层面晚。4.2终端的融合目前，智能终端正在逐渐产业化和市场化，从单纯的可以提供一定范围内的无线接入的蓝牙手机、蓝牙网关以及WiFi终端，扩展到了智能PDA、WiFi/GSM、Bluetooth/GSM双模终端等，许多终端开始采用开放的操作平台，可以让用户自由下载开放的应用程序并进行装载。采用多模终端后，用户可以根据自己的意愿选择接入合适的网络：固定或移动网络，而网络本身也可以智能地根据用户的接入方式作出最佳的指令动作。4.3业务和服务的融合业务融合主要由固网和移动网两者业务层面的融合来实现，与运营商的业务网络密切相关。业务绑定是目前最容易实施的业务融合手段，也体现了FMC的基本特点。更深层次的业务融合则是通过独立的核心网络(呼叫会话控制)和接入网络，为不同接入类型的用户提供业务应用。基于业务整合的应用包括一个号码、VPN、语音信箱、统一消息、会议和流媒体。服务的融合则不仅依靠网络融合来实现，还需要依靠固网和移动网络的运营支撑系统的融合来实现。固定移动网络融合虽然是大势所趋，但在政策、技术、业务以及具体市场操作等方面都会面临不少挑战。就算技术问题得到解决，政策监管和系统整合也是不可避免的难题。5、结束语自从2005年9月3GPP正式接纳UMA的技术以来，UMA标准化进程发展迅速。为了更好地促进UMA终端设备性能的发展，WiFi联盟、IMS论坛等组织也在积极进行UMA终端的互操作性能测试。UMA技术在给众多设备厂商带来新利润增长点的同时，也给WLAN运营商、移动运营商、内容提供商创造了新的发展机会。2008年，基于UMA的解决方案将会在全球更大范围内投入使用。2008年，无线新技术将继续体现移动化、宽带化、多媒体化的发展趋势，各种无线新技术的标准化、产业化将进一步推动业务和应用融合。其中，融合型技术和应用将成为2008年关注的焦点和竞争重点。参考文献作者：佚名[1]UMAUserPerspective(Stage1)R1.0.0[Z].UMAConsortium，2004-09-01.[2]UMAArchitecture(Stage2)R1.0.3[Z].UMAConsortium.2005-01-28.[3]郭正非，须德，韩升.UMA方式实现固网与蜂窝网络融合的研究[J].计算机技术与发展，2006(3)：226-228.[4]赵婷，王文磊，赵成林，等.UMA为固定移动业务融合加速[J].现代电信科技.2006(6)：112-115.