GSM與WLAN融合與分流部署策略研究

張科, 陳安華，楊輝, 劉德全

（1 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司廣東分公司，廣州 510623; 2 中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 510623, 3 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

1 GSM網(wǎng)絡(luò)和WLAN發(fā)展現(xiàn)狀

隨著智能終端的普及，近年來移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)發(fā)展迅猛，微博、微信、在線視頻等大量新興移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在給運營商帶來可觀流量的同時，也使得傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)面臨巨大挑戰(zhàn)。

目前中國移動在手機上網(wǎng)體驗競爭中全面處于劣勢：GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對落后，峰值速率僅400kbit/s左右，且數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消耗過多信道，導(dǎo)致話音質(zhì)量下降，但當前仍為移動數(shù)據(jù)流量的承載主體；TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣度、深度較競爭對手均有較大差距，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總體分流效果欠佳；TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署范圍和支持終端數(shù)量有限，規(guī)模商用尚待時日。相關(guān)參數(shù)如表1所示。

與此同時，WLAN業(yè)務(wù)本身發(fā)展較為迅速，用戶數(shù)量增長迅猛，流量保持大幅度上升。根據(jù)某省統(tǒng)計數(shù)據(jù)，WLAN所產(chǎn)生的流量在3網(wǎng)中占比已超過60%。但從WLAN網(wǎng)絡(luò)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的對象來看，手機終端產(chǎn)生的流量只占總流量的20%左右，PC產(chǎn)生流量占比約為70%，其它類型終端流量占比約為10%，如圖1所示。

WLAN對手機數(shù)據(jù)流量分流效果不佳的主要原因如下：

圖1 WLAN網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

表1 各制式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)

（1） WLAN體驗效果較差，上網(wǎng)速度慢、認證步驟繁瑣、掉線等問題嚴重影響用戶感知。

（2） 熱點部署不夠準確，已有的“熱點不熱”，對可能存在的熱點沒有發(fā)現(xiàn)及預(yù)測的辦法。

（3） WLAN與蜂窩網(wǎng)未能有效融合，現(xiàn)有平臺不能支持手機用戶實現(xiàn)從GSM/TD-SCDMA到WLAN的平滑切換。

（4） 用戶對WLAN資費的敏感度較高，未能形成統(tǒng)一的市場資費策略，以引導(dǎo)用戶使用習(xí)慣。

2 GSM網(wǎng)絡(luò)和WLAN融合部署策略建議

在當前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，中國移動應(yīng)重點考慮將GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負荷分流到WLAN，一方面提升移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的感知體驗，另一方面也可保證GSM自身的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升WLAN網(wǎng)絡(luò)利用率，實現(xiàn)GSM/WLAN協(xié)同與負荷均衡。

2.1 WLAN用戶體驗提升是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)分流的前提

2.1.1 優(yōu)化認證，讓用戶接入更便捷安全

當前WLAN網(wǎng)絡(luò)認證主要采用“用戶名+密碼”的Web Portal認證方式。這種方式較適合PC類型終端，而手機終端屏幕小、難以支持多頁面，認證步驟繁瑣，用戶體驗較差，亟待引入更便捷的認證方式。

目前存在兩種優(yōu)化方向：一是在終端側(cè)安裝客戶端軟件，通過Cookie方式實現(xiàn)Web Portal自動認證，譬如“隨e行”客戶端等。這種方式核心網(wǎng)側(cè)無需改動。另一種方向是引入PEAP和EAP-SIM等更先進的認證方式。這種方式核心網(wǎng)側(cè)需改造AAA和AC服務(wù)器。

2.1.2 優(yōu)化質(zhì)量，提升網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力

近兩年WLAN建設(shè)規(guī)模迅速擴大，但網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量還有待提高。用戶投訴網(wǎng)絡(luò)中存在大量弱覆蓋、干擾嚴重、掉線等問題，需要全方位開展WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。

在工程建設(shè)階段，需要通過一整套詳細的模版和施工流程來規(guī)范WLAN的建設(shè)。受限于WLAN的無線頻點資源情況及開放共享的技術(shù)特點，WLAN頻率規(guī)劃尤顯重要，應(yīng)注意合理規(guī)劃頻點，避免產(chǎn)生同、鄰頻干擾，各AP覆蓋區(qū)域形成間隔保護。同時還需注意優(yōu)化調(diào)整現(xiàn)網(wǎng)AP功率，減少WLAN干擾情況。在設(shè)備維護階段，應(yīng)加強網(wǎng)絡(luò)分析與預(yù)警，提升故障定位與排查能力。

2.1.3 積極引入新技術(shù)與組網(wǎng)方式，提升業(yè)務(wù)吞吐速率

在新技術(shù)產(chǎn)品方面，根據(jù)IEEE 802.11n產(chǎn)品的更新發(fā)展，后續(xù)考慮采用支持3×3 MIMO的高性能802.11n AP設(shè)備，將吞吐速率進一步提高到450 Mbit/s。同時，密切跟蹤802.11ac產(chǎn)品的進展。

在組網(wǎng)方面，針對適用場景考慮引入室外型AP+定向天線、Mesh（無線網(wǎng)狀網(wǎng)）、WLAN基站等新型組網(wǎng)模式，以更靈活的方式滿足WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。

2.2 熱點精確部署是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)分流的基礎(chǔ)

為了更科學(xué)的指導(dǎo)WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，找準數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點，需要研究開發(fā)WLAN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)定位及預(yù)測的方法體系，推動熱點精確部署，具體可從以下兩個角度：

（1）基于對現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析，按照場景分類與組織，多維度篩選小區(qū)熱點活躍度，綜合評估熱點小區(qū)，構(gòu)建全網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(2G/3G/WLAN)熱點區(qū)域分布信息，找出現(xiàn)網(wǎng)中的熱點。

（2）基于流量預(yù)測技術(shù)，進行柵格級話務(wù)密度/用戶密度分布預(yù)測，構(gòu)建WLAN潛在業(yè)務(wù)熱點精確預(yù)測分布信息，預(yù)判分析未來可能的熱點。

2.3 前、后端的平臺融合是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)分流的核心

根據(jù)業(yè)界最新技術(shù)動態(tài)以及中國移動產(chǎn)品研發(fā)的相關(guān)分析，以下3種解決方案可在不同程度實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與終端融合。

2.3.1 EasyWLAN客戶端方案

EasyWLAN是一種手機客戶端應(yīng)用軟件產(chǎn)品，其主要功能是WLAN自動發(fā)現(xiàn)與后臺自動認證，并適配不同類型的手機終端，目前主要應(yīng)用于Android、Symbian、iOS等操作系統(tǒng)。

圖4 服務(wù)器/客戶端架構(gòu)

圖3 EasyWLAN功能

相比之前繁瑣的Web Portal認證流程，手機安裝客戶端后可大幅提高WLAN接入便捷性；同時通過Wi-Fi熱點掃描，提高熱點的發(fā)現(xiàn)概率；借助于手機默認的WLAN優(yōu)選模式，可提高用戶使用WLAN網(wǎng)絡(luò)的積極性，提升WLAN業(yè)務(wù)分流效果。為減少Wi-Fi掃描帶來的手機電量消耗，系統(tǒng)還具備熱點自學(xué)習(xí)機制，通過本地和云端存儲基站信息機制，及時發(fā)現(xiàn)新熱點。具體功能如圖3所示。

2.3.2 服務(wù)器/客戶端架構(gòu)下的無縫切換方案

該方案（如圖4所示）通過在服務(wù)器與客戶端之間建立主/備通信隧道（對應(yīng)GSM與WLAN兩種接入方式），將用戶流量封裝在隧道中。對于手機側(cè)的上層應(yīng)用，在不同網(wǎng)絡(luò)中對外使用相同IP，從而實現(xiàn)GSM與WLAN的無縫切換。

該系統(tǒng)可對WLAN自動發(fā)現(xiàn)、自動認證連接、并與蜂窩網(wǎng)自動無縫切換，兼具數(shù)據(jù)壓縮功能，相當于將智能管道延伸至用戶終端側(cè)，目前已在西班牙電信、意大利電信移動公司等運營商網(wǎng)絡(luò)中商用。

2.3.3 ANDSF架構(gòu)方案

接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和選擇功能（ANDSF，Access Network Discovery and Selection Function） 是3GPP R8階段提出的新網(wǎng)元，如圖5所示。ANDSF具有數(shù)據(jù)管理和控制功能，能夠響應(yīng)UE進行接入網(wǎng)絡(luò)選擇的請求，提供發(fā)現(xiàn)用戶接入網(wǎng)絡(luò)和進行接入網(wǎng)絡(luò)選擇所需的輔助數(shù)據(jù)。用戶根據(jù)ANDSF提供的這些信息，就能結(jié)合當前業(yè)務(wù)的特征，選擇最合適的接入網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有效分流。

2.4 業(yè)務(wù)營銷策略是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)分流的支撐

要實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負荷的有效分流，離不開業(yè)務(wù)營銷策略的支撐，主要包括業(yè)務(wù)宣傳推廣與資費設(shè)計兩方面。

在市場用戶拓展方面，發(fā)展WLAN客戶規(guī)模，必須公眾市場、政企市場、家庭市場協(xié)同發(fā)展，形成合力。在終端方面，大力拓展WLAN終端及客戶端產(chǎn)品，對于定制終端主推WLAN手機，非定制手機主推WLAN客戶端產(chǎn)品。在營銷渠道方面，應(yīng)從服務(wù)廳、核心渠道、3C賣場等合作渠道著手，積極開展WLAN業(yè)務(wù)體驗、WLAN套餐、EasyWLAN手機及客戶端營銷推廣工作，全方位擴大WLAN手機滲透率和WLAN品牌知曉率。

圖5 ANDSF架構(gòu)

在業(yè)務(wù)資費設(shè)計方面，要融合、豐富WLAN資費產(chǎn)品，與手機、品牌、流量、市場相融合，為客戶提供多樣化資費，滿足公眾、家庭、政企等不同類別客戶的WLAN業(yè)務(wù)需求。

3 結(jié)語

以關(guān)注移動互聯(lián)網(wǎng)用戶感知為出發(fā)點，通過梳理當前WLAN發(fā)展與業(yè)務(wù)分流中存在的主要問題，本文提出了GSM與WLAN網(wǎng)絡(luò)融合與業(yè)務(wù)分流的部署策略，為實現(xiàn)GSM/ WLAN協(xié)同發(fā)展提供了有力支撐。