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1、固定移动融合技术介绍与分析摘要：FMC（Fixed Mobile Convergence，固定移动融合）是当前运营商应对市场竞争的有效手段，是电信网络未来的发展方向，也是备受业界关注的热点话题。本文主要介绍FMC 的多种实现方案，如非授权移动接入(UMA) 、语音呼叫连续性(VCC)、IP 多媒体子系统(IMS)全网解决方案等。UMA 是一种以移动交换为中心的方案，VCC 是一种基于 IMS的解决方案，而以 IMS 构建整个核心网的方式是 FMC 的最终解决方案。然后分析了每种方案的优缺点，并进行了比较。关键字：FMC，UMA，VCC，IMS1. 引言：FMC（Fixed Mobile Con
2、vergence） ，指固网与移动网融合，是基于固定和无线技术相结合的方式来提供通信业务。固网通常指的是 Internet 接入网络，如 Wifi、Wimax 和ASDL 等；移动网通常指的是传统的移动通信网络，如 GSM 网络和 CDMA 网络。一般地，FMC 也被称为 IP 网络和传统移动通信网络的融合。固定移动网络融合(FMC)是电信网络发展的趋势，通过固定网络与移动网络之间的融通、合作，实现全业务及融合业务的经营，为用户提供丰富的业务和连续的业务体验。近年来无线局域网(WLAN)技术发展迅速，已经广泛用于办公区、通信热点地区、家庭等场合，通过引入支持 GSM/CDMA/UMTS 和 W
3、LAN 接入方式的双模或多模用户终端设备，用户可以在有 WLAN 覆盖的地区，通过 WLAN 方式接入基站进行语音通信，当用户移出WLAN 服务区后，又会漫游到移动蜂窝网络上进行语音通信，并且可以在两者之间进行无缝切换。通常提到的 FMC 主要包括五种。(1)多种业务捆绑融合。在单一套餐里提供多种服务，往往伴随单一账单，以及相对于购买单独服务的整体折扣。这种捆绑发展到更高阶段时，甚至可以带来其它与技术融合无关的、以市场为导向的好处。(2)终端融合。是指提供可以同时在移动网和固定网上使用的单一手机或其它设备。这些设备通常称作双模手机或“组合电话”。(3)业务融合。是指新创建的可以通过一系列接入网
4、络接入到多种设备的业务，但业务标准是统一的。(4)网络融合。建设单一的核心网络和相关处理器及系统，同时用于固定接入网和移动接入网。(5)商业融合。服务提供商的业务按照下列方式进行重组，即固网业务和移动业务是通过服务特定客户群体的单一部门提供的。2. FMC 的三种解决方案FMC 有多种实现方案，如非授权移动接入(UMA) 、语音呼叫连续性(VCC)、IP 多媒体子系统(IMS)全网解决方案等。UMA 是一种以移动交换为中心的方案，不需要改动移动核心网，利用现有的移动交换机对呼叫进行处理；VCC 是一种基于 IMS 的解决方案，通过在 IMS 域中引入的 VCC 应用服务器，不需要改动移动网络，
5、提供跨网络的运营支持；而以 IMS 构建整个核心网的方式是 FMC 的最终解决方案。2.1 非授权移动接入(UMA)2004 年 1 月由英国电信等电信运营商和阿尔卡特等手机制造商共同发起成立非授权移动接入(UMA) 研究组，共同在 UMA 规范、架构、协议和一致性等方面开展研究工作。自从 2005 年 9 月 3GPP 正式接纳 UMA 技术以来，UMA 标准化进程发展迅速，3GPP Release 6 版本正式将 UMS 名称更改为 GAN(Generic Access Network，通用接入网络) 。借助免费的ISM(Industrial Scientific Medical)频段相关
6、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，WLAN，WPAN， WiMAX)共存、互不影响，还能够通过信息交互实现移动终端在不同网络间的漫游和切换。2.1.1 UMA 网络架构UMA 网络体系架构如图 1 所示图 1 UMA/GAN 网络体系架构如图 1 所示，双模终端(一般采用双模电话和便携计算机 )和 GANC 网络控制器构成UMA 网络。GANC 同移动核心网组件协同完成 WLAN、 GSM 间融合业务。GANC( 或UMA 网络控制器)能够完成 GSM/GPRS/EDGE Radio Access
7、 Networks(GERAN)和WLAN/WPAN 网络间双向传输切换。该控制器的功能和移动核心网中 BSC 的功能类似。由于移动核心网保持不变，就可以保证提供全面的服务和固移网络业务的透明性。GANC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)信息的透明传输(或 MS 与 SGSN 之间逻辑链路控制层的信息透明传输)。另外，GANC 通过Wm 接口与 AAA 代理服务器连接，完成用户认证、鉴权和计费。在 GANC 与终端间，Up接口用于 GANC 与终端间的通信。GSM 的移动性管理(MM)及其上层消息仍在终端和MSC 之间透明
8、传输，这使得 UMA 用户可以获得原有的 GSM/GPRS 业务。2.1.2 UMA 技术原理双模手机终端用户通过 UMA 技术，能够连接到非授权网络(WiFi 或蓝牙) ，UMA 网络控制器将 IP 宽带网络同手机终端建立连接并对终端用户进行身份验证和授权。如果鉴权通过，该终端用户当前位置信息将同步更新核心网位置信息，后续将通过非授权网络进行语音和数据传输。当用户离开非授权网络后，UMA 技术能够保证终端无缝切换回传统移动蜂窝网络，双向切换对于用户而言完全透明。如图 2 所示。图 2 UMA 网络拓扑结构2.1.3 UMA 技术优缺点UMA 技术的成熟离不开运营商和手机、设备厂商的长期支持，
9、目前技术上已完全能够满足用户需求，也符合运营商在当前 FMC 市场中的竞争策略。下面简单列举 UMA 技术优缺点。UMA 主要优点：(1) 在体系结构上，UMA 技术仅在网络中引入了 UMA 控制器，没有改变原有的蜂窝网络结构，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。(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应用。(3) UMA 作为一种固移一体化解决方案，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
10、现传统的通信业务。UMA 主要缺点：(1) 双模手机终端成本较高，使用较为复杂，相对较高的功率对终端电池带电能力提出较高要求。(2) 当前 UMA 主要解决 2 G 和 2.5 G 间网络融合问题，移动网络发展需要相关标准持续改进。(3) 相应的运营模式有待进一步探索，由此产生的移动服务收入影响尚未明晰。2.2 语音连续性呼叫（VCC）语音呼叫连续性（Voice Call Continuity，VCC）作为实现电路域和多媒体域间话音呼叫连续性的技术而被 3GPP 和 3GPP2 所采用。VCC 业务的标准研究和制订工作主要在3GPP 和 3GPP2 中进行。VCC 是一种基于 IMS 的语音连
11、续性解决方案，通过在 IMS 域引入 VCC 应用服务器， 在基本不改动现有移动网络的情况下，提供跨网运营的支持（如 CS 和 WLAN，CS和 IMS 无缝语音切换） ， 从而实现将来语音业务由电路交换方式向 IMS 方式的平滑过渡和演进。2.2.1 VCC 结构参考模型图 3 为 3GPP2 支持语音呼叫连续性的架构参考模型，包括 IMS-CS 域转换、呼叫发起方以及呼叫终止方， 并显示了支持 VCC 的 MMD 及 CS 网络实体与接口。图 3 3GPP2 VCC 结构参考模型VCC 在 MMD 网络引入了一个新的功能实体VCC 应用服务器(VCCAS)，VCCAS主要有以下两个功能：（
12、1）协助终端在 1xCS 注册及（或） IMS 注册，并在 VCC AS 记录用户注册域。（2）参与语音呼叫建立过程，实现 HRPD/WLAN VoIP 和 1xCS 话音呼叫域的相互转换。2.2.2 VCC 主要处理过程在 IMS 集中控制模型方案中，在 IMS 域引入 VCC 应用功能实体，实现对 VCC 呼叫或会话的集中控制。VCC 处理过程主要包括以下过程：(1)锚定在 IMS 集中控制模型中，用户所有的呼叫或会话必须经过 IMS 域的 VCC 应用，为域切换控制做准备，这个过程称为 IMS 锚定(Anchoring in IMS)。VCC 用户从 CS 发起的呼叫和从 IMS 域发起
13、的语音会话，首先要路由到 VCC 应用，执行锚定过程；同样，从 CS 和IMS 域发往 VCC 用户的呼叫或会话，也要路由到 VCC 应用进行锚定。在锚定过程中，使用初始过滤准则(iFC) 实现控制 IMS 域的会话路由，使用 CS 已有的机制，如移动网络增强定制应用逻辑(CAMEL)业务的重定向机制，控制 CS 呼叫的路由。(2)域选择当 VCC 用户设备发起呼叫时，VCC 用户终端需要根据网络状况、用户喜好和运营商策略选择合适域，并在该域中发起呼叫。当 VCC 应用接收到发往 VCC 用户设备的呼叫时，会根据用户设置的喜好、运营商策略以及用户的注册状态、会话状态选择终呼使用的域，并通过该域
14、向用户发起呼叫，建立语音连接。在标准协议中，域选择这个术语一般指终呼过程中进行的域选择过程。(3)域切换当正在通话状态下的 VCC 用户设备检测到周围的无线环境发生变化或发生其他变化时，将按照预先定义的切换策略，进行切换。VCC 用户设备从即将切入的域向 VCC 应用发起切换请求，VCC 应用在切入域与 VCC 用户设备建立连接，并将远端的会话连接切换到新的连接上，同时释放切出域的会话连接。此外还有注册、起呼、终呼、释放等过程，这些过程与 CS、IMS 域的过程基本相同.2.2.3 VCC 技术优缺点VCC 业务还具有以下优点：(1) 由于 VCC 支持到 WLAN 之间的切换，所以可以增强室
15、内的无线覆盖。(2) 在 WLAN 覆盖区域，将部分语音转移到 WLAN 上可以缓解蜂窝网络无线资源紧张的状况。(3) 给用户提供了多种接入方式和业务模式，满足了用户需求，增加了业务收入。(4) 保证用户业务的连续性，提高用户的业务感受，从而有利于吸引用户。在 R7 阶段，VCC 的业务规范还存在以下问题：(1) 不支持紧急呼叫，紧急呼叫需满足国家相关管理机构的硬性要求。(2) 漫游状态下，尤其是国际漫游时，话路迂回严重。(3) 切换号码的管理和应用方案待统一。(4) VCC 业务开展的政策限制。(5) 对补充以及智能网业务的支持不够完善，特别是对呼叫前传类业务支持不够完善。(6) 运营商的
16、VCC 业务策略不明确。2.3 IP 多媒体子系统（IMS）IMS 是 3GPP Release 5 新定义的 IP 多媒体子系统，制定当初的目标是为UMTS/WCDMA 的无线接入方式提供一个可控制的、有 QoS 保证的机制，使用统一业务接口的，并且兼容现有的 CAMEL 和 Parlay API 接口的多媒体业务支持平台。IMS 虽然最初只针对 SGSN/GGSN 方式的接入，但是它对上层应用支持的良好的通用性、基于 SIP 协议的 IP 多媒体业务实现方式、IP 技术接入手段的无关性以及统一用户管理、鉴权认证、QoS控制和计费，已经满足了固定/ 移动融合的基本要求。具有 IMS 能力的终端设备，无论是移动终端、固定终端还是多模终端，内置 IMS 客户端和 SIP 协议栈，可以针对新的 IMS 应用服务器下载不同的应用客户端，即“即插即用”的新业务引入方式，从而减少终端对于新业务依赖性2.3.1 IMS 网络架构IMS 网络架构如图 4 所示。分为接入层、控制层和应用层。图 4 IMS 网络架构接入层完成的主要功
