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移动运营商的无线LAN接入网

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张玉梅 西安电子科技大学
随着基于IP办公应用的发展 ， 大部分企业信息系统和数据库可通过IP骨干网远程接入 ， 但一些典型的办公事务 ， 如大型的E-mail附件的下载则需要很大的带宽 ， 这往往超过了网络的传输能力 。无线局域网（WLAN）接入技术是室内GSM和GPRS很好的补充 ， 它提供的带宽远大于传统的蜂窝网 。根据无线局域网标准（IEEE802.11b） ， 2.4G频带上最大数据速率为11Mb/s 。对一个单独的用户来说 ， 在WLAN上的最大速率是11Mb/s(典型的是6.5Mb/s),而GPRS手机的最大数据速率是172kb/s(典型的是42kb/s) ， 第三代终端的最大数据速率是2Mb/s(典型的是144kb/s) 。从用户的角度看 ， 速度的差别是很明显的 ， 这使WLAN在室内数据蜂窝网中有很强的竞争力 。
与传统的蜂窝网相比 ， 大部分WLAN只有中等的认证和漫游能力 。本文将介绍一个新的WLAN系统结构 ， 称之为OWLAN（operator WLAN） 。它将GSM用户治理、记账机制与WLAN接入技术组合起来 。OWLAN可使用户在不同的接入网间漫游 。OWLAN适用于任何带有GSM SIM识别卡和OWLAN信令模块的终端设备 。
未来的移动通信网将是几种无线技术的组合 ， 如GSM/GPRS、第三代无线接入技术和无线接入网 。一个用户识别卡应该能在所有的接入网中使用 ， 以保证漫游和无缝连接 。OWLAN系统应兼容GSM/GPRS核心网络的漫游和记账功能,这样可减少对核心设备的修改量及其标准化的工作量 。由于GSM识别模块使用广泛 ， 并能在GSM/GPRS手机及网络间漫游 ， 故WLAN用户治理选择了该模块 。为了减少安装成本和复杂度 ， OWLAN应使用现有的GPRS计费系统 。系统结构
它包括公用LAN接入网和蜂窝网操作站点 ， 它们通过骨干网通信 。设计的主要问题是如何用IP协议构架将标准的GSM用户认证信令从终端传到蜂窝网操作站点 。
OWLAN系统包括四个要害物理实体：认证服务器、接入控制器、接入节点和移动终端 。
与GPRS结构相比 ， OWLAN系统最显著的区别在于只把控制信令数据传到网络中心 。接入控制器将用户数据包直接送到IP骨干网 。由于用户的IP传输不必通过网络中心回到原网络 ， 避免了GPRS系统复杂的漫游 。因此 ， OWLAN传输方法可减少网络中心的负荷 。
认证服务器
用户认证过程如下: 第一步 ， 将一个WLAN终端和一个WLAN接入节点相连 ， 从接入控制器中获得IP地址 ， 通过向接入控制器发送一个认证请求来初始化网络认证 。接入控制器通过接入网络和GSM信令网络间的网关来中继对认证服务器的请求 。认证服务器从归属位置寄存器（HLR）查询认证数据,并根据这一数据对用户进行认证 。
认证服务器是OWLAN用户治理的主要节点 。一个认证服务器可以支持多个接入控制器 ， 并能在不同的小区中为成千上万个用户提供认证和记账服务 。认证服务器和接入控制器通过RADIUS协议进行通信 。当用户中断连接 ， 认证服务器从接入控制器中获得记账数据 ， 并把账目传给记账系统 。
认证服务器为核心网络提供了一个网关 ， 即GSM HLR和GPRS计费网关 。认证服务器使用7号信令网将GSM认证信令传给HLR 。OWLAN使用SIM卡中的国际移动用户标识码(IMSI)来识别用户 。假如漫游用户预约了WLAN服务,认证服务器将一直保持检查状态 。
接入控制器
接入控制器在无线接入网和固定IP核心网间提供了一个网关 。它为移动终端分配IP地址 ， 并维护已认证的终端IP地址表 。接入控制器作为过滤器监督进出的IP数据包 ， 丢弃由非法终端进入的数据包 。此外 ， 它还收集记账信息 。接入控制器使用终端IP地址和WLAN MAC 地址来区别移动终端 。MAC地址认证可保证非法用户不能盗用IP地址 。

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