UMA无线技术:固定与移动融合发展的新机遇

来源：qqread.com 作者：出处：巧巧读书 2007-06-15 进入讨论组

现代电信科技胡海波李银莲

摘要

UMA可支持移动语音与数据从蜂窝网络到无线局域网（WLAN/WiFi）的无缝转换，是实现移动/固定网络融合的技术之一。目前UMA标准正逐步成熟，不少厂商推出了基于UMA的解决方案和终端设备，欧洲、北美及亚太的运营商也开展了运作和测试。UMA为运营商开辟了新的业务途径；可帮助移动运营商解决室内覆盖、提高频谱利用率；有利于固网运营商提高话务量和收入。

随着移动/固定网络融合趋势的进一步发展，电信运营商与设备商意识到必须紧密合作开发标准来建成完全融合的网络，并以更低的价格提供高质量的语音服务。非授权无线接入技术（UMA：UnlicensedMobileAccess）就是实现这种融合趋势的技术之一，它支持移动语音与数据从蜂窝网络到无线局域网（WLAN/WiFi）的无缝转换。借助UMA，运营商还可以通过WiFi接入网络为用户提供VoWLAN语音和数据服务，显着提高移动服务的使用率，同时降低网络部署成本。

一、UMA技术实现原理

UMA使用短距离频段，覆盖范围在几米至几百米，是无须国家授权牌照的频段。这一频段最早、最广泛的应用主要为家用无绳电话、家用对讲机和WiFi无线上网。2005年9月，3GPP正式接纳UMA的技术规格，将UMA纳入3GPP下一代标准版本Release6。

UMA网络结构如图1所示。UMA网络主要由客户端的WiFi网络接入设备（AP）、支持UMA的双模手机和网络侧的UMA网络控制器（UNC）等组成。在网络中，还包括传统蜂窝网络的一些设备。例如基站、基站控制器（BSC）、移动交换机（MSC）和GPRS业务支持节点（SGSN）等。UNC通过公众IP网络与企业、社区或者家庭的AP相连。

图1 UMA网络体系结构

具有UMA功能的双模手机同时支持GSM和未授权网络，并可以在两个网络中进行切换。UMA网络中的AP为移动手机提供无线连接。并通过广域IP网络连接到UNC。UMA网络控制器是UMA解决方案的主要网络实体，类似于传统GSM无线接入网络中的基站子系统。UNC采用标准的A接口和Gb接口通过MSC和SGSN与GSM/GPRS核心网相连接。UNC包含安全网关（SGW）功能，可以保证到每个手机IP传输的安全性。SGW利用IPSec隧道提供数据完整性和保密性，并使用IKEv2进行隧道建立和相互认证。

UMA作为3GPP标准的接入技术，支持移动语音与数据从蜂窝网络到无线局域网的无缝转换（WLAN/WiFi）。UMA标准确立了移动运营商将家庭、办公室与公共WLAN无缝扩展至其蜂窝网络的方法。

二、UMA标准化进展

2004年初，UMA技术由GSM主导运营商和手机终端厂家联合发起，其目的是为了能开发和颁布一组标准来扩展GSM/GPRS中的移动语音和数据，使之能够在不需要执照的频谱技术（如蓝牙和无线局域网）中使用，最后鼓励该标准能够被全球正式的标准组织所采纳。参加UMA规范开发的公司包括：阿尔卡特、AT&TWirelessServices、英国电信、CingularWireless、爱立信、Kineto Wireless、摩托罗拉、诺基亚、北电网络、O2、Rogers Wireless、西门子、索尼爱立信和T-Mobile USA、Philips Electronics等。其主要标准化进展如下：

●2004年7月，摩托罗拉、ProximWireless及Avaya推出WiFi到移动网络通信的CPE；

●2004年9月，UMA联盟发布UMA技术规范；

●2005年9月，3GPP协会将UMA纳入3GPP下一代标准版本Release6，并命名为通用接入网络（GAN）；

●2006年8月，T-Mobile开始为普通住户提供UMA业务；

●2006年9月，WiFi联盟及CTIA公开对双模WiFi及移动设备进行RF性能测试；

●2006年10月，实现WiFi到移动网络间通信的商用CPE出现；

●2006年底，VoWLAN双模设备在美国进入应用；

●2007年1月，IMS论坛进行移动语音设备的互操作测试；

●2007年第二季度，用于高速漫游和无线资源管理的802.11r和802.11kWiFi草案标准将分别获得批准，同时WiFi联盟还将进行互操作性测试；

●2007年上半年，WiFi联盟将对企业级Vo-WLAN产品进行互操作性测试；

除了确立3G、EDGE、GPRS等技术与WLAN的无缝漫游标准之外，目前在3GPP的倡导下，不少厂商还在积极探讨和制订cdma2000系列技术和WLAN、WiMAX等之间无缝漫游的标准，预计最快将于2007年上半年确立。

三、UMA设备厂商情况

随着UMA标准的日臻完善，设备商和移动运营商均意识到UMA设备市场的发展潜力，并纷纷投入到这项技术的开发和应用中。

目前，包括手机厂商（诺基亚、摩托罗拉、明基、三星）、WLAN设备厂商（Cisco、SymboTechnology、Proxim、Avaya）、电信系统设备厂商（北电网络、阿尔卡特、NEC等）、手机及WLAN芯片厂商TI等，都已经制定了相关VoWLAN或Cellular/WLAN的产品或研发计划，甚至连PC领域的巨头Intel也在2005年初与SierraWireless合作推出可无缝漫游于WLAN和3G、EDGE网络的CentrinoNB。随着UMA标准和双模手机的逐渐成熟，UMA设备市场正在逐步展示其广阔的发展应用前景。

截至2006年11月底，不少设备厂商都推出了基于UMA的解决方案和终端设备。

●网络设备

网络设备厂商包括阿尔卡特、摩托罗拉、诺基亚、朗讯等，见表1。

表1 主要设备厂商研发和商用情况一览

●终端设备

基于UMA的蜂窝/WiFi双模手机的商用速度也在加快。2005年下半年，诺基亚、三星、LG等公司就已经推出了基于UMA的蜂窝/WiFi双模手机。此外，设备厂商也在对3G、EV-DO、WiMAX等不同网络的双模终端进行研发，如2006年11月，三星开发出移动WiMAX和EV-DO的双模手机。见表2。

表2主要商用终端设备情况一览

UMA无线技术:固定与移动融合发展的新机遇（图三）

尽管双模手机仍然面临着电池、体积及售价的影响，2005年全球双模手机的销量达到了52万部。2006年以来，随着手机上述性能问题的逐步解决，加上大环境的成熟（包括移动运营商的支持，WiFi基础建设在家庭、企业、户外的普及，更丰富的数字内容服务等），双模手机的销量将有可能在2006年达到488万部，并可能在2009年达到2.2亿部，占到移动电话总销量的三成。双模手机销量预测如图2所示。

图2双模手机销量增长情况预测

四、UMA给运营商带来了新的机会

UMA技术在给众多设备厂商带来新的利润增长点的同时，也给WLAN运营商、移动运营商、内容提供商等创造了新的发展机会。

如图3，对于移动运营商来说，UMA可以提供经济的室内覆盖，通过将室内的移动话务从蜂窝网旁路到低成本的WiFi网络上，可以大幅度节省在移动频谱上的投资和蜂窝网络的运营成本，从而可以将授权频谱和资金运用到更需要扩充容量的区域。同时，借助WiFi网络，UMA增加了数据业务的带宽，运营商可以籍此提供更多的流媒体、视频和互动游戏等增值数据服务。

图3用户可以利用UMA在蜂窝和WLAN之间无缝切换

另一方面，UMA打破了原有固定与移动运营商的明确界线，为固定与移动的无缝连接提供了新的解决方案。目前，家庭宽带接入市场大多为固网运营商所运营，UMA的出现和部署也给固定运营商带来新的契机，UMA服务将带动更多的用户升级到宽带接入方式。在宽带业务增长的同时，固定运营商还将与移动运营商衍生出更多新型的合作方式和商业模式，例如固定运营商参与未授权频谱网络的建设，甚至参与零售或者与移动运营商组成新的商业联盟，展开合作并实现利润分成。

从市场定位上看，UMA服务将首先面向实现宽带接入和WiFi覆盖的用户，特别是家庭和SOHO用户。这一方面因为UMA本身就是一种很理想的室内覆盖解决方案，另一方面家庭用户的带宽较高，WiFi多为家庭独享，不易发生网络阻塞，能够保证话音质量，也不需要考虑复杂的QoS问题。用户可以在家里利用UMA，使用与固话资费相媲美的高质量的“移动”语音服务和在线游戏等高速数据服务。

2005年摩托罗拉曾委托市场调研机构Brain-Juicer公司进行调查，访问了意大利、英国、西班牙、瑞典、丹麦和德国等6个国家的1000名用户，结果有50%的接受调查者表示，如果国内的手机呼叫和固定电话呼叫的价格存在差异，他们将在12个月内签署UMA技术的服务。

在实际应用中，2006年以来，欧洲的运营商已经率先开始对UMA技术进行运作和测试。欧洲15个主要国家中，各主要运营商都在进行大量的UMA实验。作为全业务运营商的德国电信，固网和移动两个部门联合进行业务试验并利用固网的资源提供UMA服务，将其固网方面的客户挽留住；主要经营固网业务的英国电信则利用自己的固网通过UMA技术来达到收入增长的目标。此外，美国、瑞典、意大利的一些运营商也已经推出了这种基于UMA的业务，如作为移动运营商的美国T-Mobile面向企业用户开展大规模商用，以求加强2G网络覆盖效果。

目前全球部署UMA的主要运营商情况如表3所示。

表3部署UMA设备的运营商情况

五、结语

UMA技术利用WLAN作为接入方式，把宽带业务接入到传统的移动通信的核心网络。它将GSM移动通信与WiFi或蓝牙等未授权频谱技术融合为一体，实现了用户在两类完全不同的接入方式下的无缝移动，并利用宽带网络的优势给用户全新的宽带体验和富有吸引力的优惠资费。相对于单纯的降价策略，UMA给运营商带来的竞争优势在技术革新上和网络架构的扩展上，但对不同类型的运营商又具有不同的意义：

●对于全业务运营商，UMA为其开辟了新的业务途径；

●对于固网运营商，UMA可帮助其提高话务量，减缓ARPU值的降低，但同时存在与移动运营商合作的问题；

●对于移动运营商，UMA可帮助其提高频谱利用率，解决室内覆盖问题，但又存在着对传统业务收入的侵蚀。

随着技术标准和设备的进一步完善，基于UMA的解决方案有望在全球更大范围内投入使用，但如何对其进行市场定位和开发还要看运营商的具体情况，应根据实际需要寻求最佳的应用效果。（后卫编辑）

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