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摘要：LTE-Fi作为LTE网络和WLAN网络的纽带，可以在LTE建网初期解决终端匮乏，有效提高LTE资源利用率，本文重点研究了LTE-Fi的网络配置和设备要求等问题，给出LTE-Fi应用的部署建议。
关键词：LTE-Fi；WLAN；AP
随着LTE 网络建设规模和覆盖范围的逐步扩大，终端普及率短期较低成为制约LTE 迅速发展的重要瓶颈之一，同时，WLAN 网络在部分区域缺乏有效的回传手段，造成建设和部署困难。LTE-Fi 作为LTE 网络和WLAN 网络的纽带，可以充分发挥网络协同优势，同时解决LTE 终端匮乏和WLAN 回传困难等问题，在一定时期可有效促进各网的良性发展。
1什么是LTE-Fi
LTE-Fi从逻辑上看，实际上就是一个AP+LTE终端的组合体，AP发射WiFi信号，用户通过该信号接入WLAN网络，LTE终端负责将用户数据通过LTE网络传送给网络。从LTE网络来看，LTE-Fi实际上就是一个特型终端，其认证、鉴权与普通LTE终端一致，唯一的不同在于，对于该类型的终端，其数据全部需要通过AC统一转发。LTE-Fi存在以下优点：低成本：利用了无线网络回传，实现低成本WLAN覆盖；快速覆盖：缩短建设时间，解决公交车、地铁等移动热点WIFI覆盖难题；丰富终端种类：解决LTE网络终端缺乏的难题。
2产品定位及场景
LTE-Fi 设备同时具备WLAN 接口和LTE 接口网络设备，对用户终端展现AP 特征，通过WLAN 接口与用户终端相连；对于LTE 网络展现终端特征，通过LTE 接口与4G 网络相连。LTE-Fi 作为运营级网络设备，主要用于公众WLAN 热点的建设，为用户提供WLAN 接入。LTE-Fi 设备适用场景一般具有以下3 个要素：具备TD-LTE 网络覆盖；不具备有线回传资源或有线资源部署难度很大；潜在用户多且存在碎片时间上网需求。
具备以上特点的WLAN 热点场景主要如下：移动场景：如公交车、城轨等；室外覆盖场景：如旅游景点、公共广场、商业街区等；临时部署场景：如临时会议、体育赛事、大型展览等。
3 网络配置
3.1方案1：AC 与PGW 同局址，用户IP 地址由AC 分配
AC 与PGW 同局址部署，具备直连条件，AC 与PGW 可通过光纤直连。方案1 网络拓扑示意图如图所示。方案1拓扑图
网络配置：LTE端 的IP 地址由PGW 分配，分配私网地址；AP端的IP地址由AC分配，分配私网地址；用户IP 地址由AC分配（AC启BRAS功能），分配公网地址；AP端与AC 之间通过CAPWAP 隧道连接；AC 负责用户接入、认证、控制管理。
3.2方案2：AC 与PGW 异局址，用户IP地址由AC 分配
AC 与PGW 不在同一局址部署， 不具备直连条件。PGW 通过IP承载网与AC 相连， 中间可能经过Firewall，CE 等设备。方案2拓扑图
网络配置：LTE端的IP 地址由PGW 分配，分配私网地址；AP端的地址由AC分配，分配私网地址；用户IP 地址由AC 分配（AC启BRAS功能）；AP端与AC 之间通过CAPWAP 隧道连接；AC 仍负责用户接入、认证、控制管理；AC 侧CE 与PGW 侧Firewall 之间建立GRE隧道，以保证LTE-Fi 用户终端接入模块与AC 之间可建立CAPWAP 隧道，AC 可以有效管理LTE-Fi 的AP模块。
综合以上优劣势分析，建议在局房条件允许的情况下，主要采用方案1 进行组网建设；在局房条件不具备的情况下，采用方案2 进行组网建设，另外，以上方案均基于AC 集中转发方案，对于本地转发方案，需对LTE-Fi 设备进行改造，使LTE-Fi支持对用户的认证和NAT 转换，网络改造难度大，实现成本高，由于LTE-Fi 总数据量不大，因此，不建议采用本地转发模式，建议统一采用集中转发模式。
4 APN设置
针对LTE-Fi新增一个专用APN，HLR在给LTE-Fi的SIM卡签约数据中配置LTE-Fi专用APN，其它保持现网原配置；BOSS对使用该APN的SIM卡不计费。在现网的MME上添加LTE-Fi的APN与PGW地址的对应关系，LTE-Fi的数据通过指定的PGW出口到AC。
5 数据流程
LTE-Fi 终端开机附着到LTE网络，并建立默认APN连接；LTE-Fi终端与AC建立CAPWAP隧道；WiFi用户通过认证，从AC/BRAS获取IP地址并发起业务；LTE-Fi终端对CAPWAP封装的WiFi用户数据进行转发；LTE网络回传WiFi用户数据，并经P-GW转发给AC；AC将WiFi用户数据转发到Internet；AAA完成WiFi用户的认证和计费。
6.计费
EPC对LTE-FI终端规划特定APN，该APN内的业务流量不计费；WIFI终端的计费可以采用现网的AAA。
7.总结
LTE-Fi 作为LTE 网络和WLAN 网络的纽带，在一定时期对促进两网的良性发展有着积极的作用。LTE-Fi 主要应用在具备4G/3G覆盖、不具备有线回传资源或有线资源敷设难度大、用户存在WLAN 上网需求的场景，为公众提供公共WLAN 接入服务。LTE-Fi 组网建议采用集中转发模式，在AC与PGW、GGSN 同局址情况下，AC 与PGW、GGSN 直连；如不具备同局址条件，AC 透过CMNET 与PGW、GGSN 相连，AC 与PGW、GGSN 之间需建立GRE 隧道。根据LTE-Fi 的使用环境，LTE-Fi 应具备支持4G/3G 接入切换、SIM 卡防盗、抗震等特殊功能。
参考文献：
[1]罗航建，彭四斌，郑智. LTE-Fi在公交等场景的无线宽带建设中的应用分析[J]. 移动通信，2013，37（09）：27-29. [2017-09-04].
[2]吕耀龙. LTE-Fi技术及其应用[J]. 电信工程技术与标准化，2013，26（10）：28-30. [2017-09-04]. DOI：10.13992/j.cnki.tetas.2013.10.017
论文作者:刘锋,李树磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：终端论文; 网络论文; 用户论文; 地址论文; 分配论文; 方案论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第33期论文;