摘要介绍了UMA，移动IP，VCC和802.21等4种异构无线网络间的无缝移动技术的发展现状、系统构成、基本原理以及目前存在的问题，并对它们的应用前景进行了简要分析。
1、引言
近年来，无线通信技术发展迅速，GSM/GPRS/EDGE，UMTS，PHS，WLAN，WiMAX等无线网络已经给全球的电信用户带来了丰富多彩的通信体验。但与此同时，网络类型的繁多与彼此不兼容也给用户和电信运营商带来了很多的烦恼：用户要携带适用于不同网络的终端，正在进行的业务不能在不同的网络间保持连续；运营商们则要为如何整合网络资源、降低运营成本、提高客户满意度大伤脑筋。为解决这些问题，跨异构网络的无缝移动技术应运而生。本文将介绍几种目前正处于商用和研究热点的异构无线网络间的无缝移动技术（如UMA，移动IP，VCC和802.21），并对它们的应用前景做简要分析。
2、UMA
UMA（UnlicensedMobileAccess），最早是由多家移动运营商和全业务运营商发起，旨在使用户可以在室内通过IP接入网使用移动网络的资源。它的标准化工作从2003年12月开始，2004年9月完成，并于2005年4月被并入3GPPR6。目前，已有众多电信业的领导厂商推出了UMA相关产品，英国电信，法国电信，德国T-Mobile，意大利Telecom Italia，瑞典Telia Sonera，美国Cincinnati Bell等多家运营商也相继开始UMA业务的商用。
UMA的典型应用如图1所示。用户首先要有一个内置UMA协议栈的蜂窝/WLAN多模终端，在室外时语音或数据业务通过GERAN/UMTS蜂窝网络实现，进入室内WLAN的覆盖范围后，所有的业务则自动切换到WLAN网络并能保持连续；同样，用户离开WLAN覆盖区域进入蜂窝网络时，业务也能平滑切换过来。
图1 UMA的典型应用
整个UMA网络由多模终端，WLAN接入点，Internet网络和UNC（UMANetworkController）组成。
UNC是UMA系统的核心，它通过Internet网络连接到终端接入的WLAN接入点，同时分别通过A接口和HGb接口与蜂窝网络核心网中的MSC和SGSN相连。UNC的主要功能有：终端和MSC之间语音编码的转换；UNC与终端间数据传输通道和Gb接口上分组数据流之间的交互；建立到终端的安全隧道，用于相互认证、加密和数据完整性保护；为终端接入UMA网络提供注册和系统信息；管理UMA网络CS和PS业务的承载路径；支持寻呼、CS切换和PS切换；终端和核心网之间层3消息的透明传输等。对核心网而言，UNC与一般的BSC并无不同之处，因此UMA网络对蜂窝网络的业务具有非常好的兼容性。
以一个正在GSM网络下进行语音通话的终端为例，它在UMA网络和蜂窝网络间的切换过程如下：
（1）当终端进入WLAN覆盖范围时，它会向服务UNC发起注册。一旦终端注册成功，UNC就会提供UMA网络的系统信息，其中包括UNC的AFRCN/BSIC。终端在向GSM网络发送测试报告时就会带上UMA网络信息，这样在终端和GERAN就把UMA网络当成了信号质量很好的邻近GSM单元。
（2）根据终端的测量报告和内部算法，GERAN将决定是否切换到UMA网络，并与核心网一起使用标准GSM切换信令开始切换过程。核心网通过与服务UNC的通信建立切换资源。然后终端接入UNC进行切换，并在终端和服务UNC之间建立VoIP承载通道。接下来GERAN执行到服务UNC的BSC间切换，终端则在协议栈软件的控制下从GSM网络切换到WLAN网络。终端和UNC在通信切换到上行接口之前已建立好上行连接，这种软切换的方式可确保用户不会在切换过程中感觉到话音中断。
（3）从UMA网络切换到GERAN总是由终端发起的。当终端确定需要切换时，根据其对WLAN信号质量的测量、承载特性以及来自服务UNC的任何上行链路质量指示，它将向UNC发送切换所需的消息，指示相邻的GSM单元用于切换。服务UNC利用终端提供的信息向核心网发送信令开始切换过程。根据UNC的信令，核心网会要求目标GSM单元采用标准GSM切换信令准备切换。然后核心网执行到GSM单元的BSC间切换，终端则从WLAN网络切换到GSM网络。同样，提前建立好的上行链路保证了通话的连续性。
UMA是目前实现蜂窝网络和WLAN网络间无缝移动的最成熟和最简单的方案，它不需要对GERAN/UMTS的核心网进行改动，不影响核心网未来向IMS演进。而且除了WLAN接入，它也支持目前方兴未艾的Femtocell接入，支持固定电话接入（需加配终端适配器），支持PC机通过软件和带有SIM卡的适配器接入，可以说它也是解决3G室内覆盖和实现固定—移动融合的有效方案之一。但就目前而言，UMA对PS业务尤其是多媒体类的业务支持的不是很完美。尽管这样，只要运营商能够在用户易用性和商业模式上做好工作，UMA技术就一定能获得市场的青睐。
3、移动IP
移动IP标准由IETF的移动IP工作组于1992年6月制定。移动IP技术可以使移动节点在从一个IP网络切换到另一个IP网络时仍可保持正在进行的通信，并且IP地址保持不变（对于对端的通信节点而言）。理论上讲，移动IP技术可以实现终端在任何基于IP的异构网络间无缝移动，因此受到了业界的极大关注。目前，3GPP和3GPP2都在移动IP的基础上进行3GPP/3GPP2网络与WLAN融合的标准化工作，并已取得一定的进展。
实现移动IP技术必须要在网络中引入3种功能实体，即移动节点、家乡代理（有一个端口与移动节点家乡链路相连的路由器）和外地代理（在移动节点的外地链路上的路由器）。这些功能实体的基本连接方式如图2所示。
