时间：2023-03-02 15:07:59
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近年来随着PDA、笔记本电脑、智能手机等支持Wi-Fi功能的移动智能终端设备的大规模普及，带动了数据业务爆炸式增长。2010年年底，中国移动建成的WLAN服务热点约为12万个，半年之后，根据中国移动的2011年上半年财报，截至2011年6月底，中国移动在全国已设WLAN接入点超过100万个。原定于2013年完成的任务提前完成，而且在一年之内增长了超过7倍。在1月4日举行的中国移动2012工作会议上，中国移动总裁李跃强调2012年要特别重视WLAN的建设和运营，要将WLAN建设、维护、运营和业务发展纳入日常工作体系。这表明随着3G业务逐渐规模化，TD-SCDMA网络的承载压力不断加大，中国移动更加需要利用WLAN分流数据流量。减轻网络压力。
WLAN是国际上常用的3G网络分流方案，相对于TD-SCDMA网络，WLAN的建设成本相对较低，而且分流的效果也非常明显。中国移动将WLAN定位为四网（GSM+TD+WLAN+LTE）协同发展的重要组成部分，中国电信计划要建成运营级的WLAN网络。而中国联通起步稍晚，但也在积极部署WCDMA+WLAN。根据中国移动的公告，2011年前三个季度，中国移动无线上网业务流量达到2173亿MB，相比于去年同期增长了58%，其中移动数据流量1123亿MB，WLAN数据流量1050亿MB。从这些数据可以看出。WLAN确实起到了数据分流的作用，不过流量的增长并没有带来相应的收入，中国移动目前在WLAN业务的推广上，还是以免费模式为主，而类似的免费策略同样也被中国电信和中国联通所采用，免费模式运营WLAN显然无法为电信运营商带来直接的收入。
1 WLAN存在问题
（1）有效覆盖不足问题。WLAN是一个工作频率在2.4GHz/5.8GHz公开频段的系统，无需许可证即可使用。同时它本质上是一个无线局域网络，最大发射功率不能超过27dBm，即在室内环境下可覆盖几个房间：在室外无遮挡环境下，有效覆盖为100-200米，覆盖区域较小，且离AP较远处信号不好。同时也存在维护问题，和各大运营商初步建设WLAN有关：缺乏完善的热点评估体系和维护手段，建设完成后维护跟不上，造成用户无法使用网络。
（2）射频干扰问题。由于WLAN无线传输的特性，因此可能产生射频干扰的问题。三大运营商WLAN网络的建设未能实现全部热点覆盖，各大运营商都希望在同一个热点部署自己的WLAN网络，连同一些个人的AP及其他射频信号，导致无线环境恶化。信号相互干扰。造成无法连接或者速率很慢。
（3）用户认证不方便。目前普遍采用的是Web Portal认证，用户需要输入由帐号和口令才可访问网页。认证问题直接影响到用户的体验，虽然目前的Web Portal认证无需安装客户端软件，智能手机也可访问互联网，但无法实现无感知认证。便捷的认证过程有助于用户养成使用WLAN网络的习惯，现阶段WLAN基于SIM卡或PEAP的鉴权认证试点工作已经在开展。相信很快就能实现WLAN无感知认证，到时终端可以自动搜索网络，用户无感知自动登录WLAN。
（4）应用模式问题。随着PDA、笔记本电脑和其他个人设备的大量普及，无线局域网络渐渐具有实用价值，对企业与消费者来说无线局域网络有其行动性的便利性。手机、平板电脑等终端由于硬件和软件条件的限制，没有PC使用起来那么方便，因此是否有体贴实用的应用成为培养用户使用习惯的关键因素，而开发体贴实用的应用的根本在于找到成功的运营模式。同时，运营商不希望贴钱运营，而用户希望WLAN网络免费使用，这是解决应用的关键点。到目前为止，我国WLAN还没有得到大规模商业应用，这说明了WLAN的价值未能挖掘，还需要整个WLAN产业在应用上的努力。
（5）安全性问题。目前无线局域网标准IEEE802.11中，采用了以有线等价保密协议WEP为基础的安全机制，以此提供对无线局域网的访问控制和实现对数据的机密性和完整性保护。但WEP在设计上存在先天缺陷，无法达到人们期望的安全目标。WEP的安全性主要存在如下不足：
①密钥重复。由于WEP算法是基于RC4的序列加密算法，加密的原理是使用密钥生成伪随机密钥流序列与明文，数据逐位进行异或，生成密文。如果攻击者获得由相同的密钥流序列加密后得到的两段密文，将两段密文异或，生成的就是两段明文的异或，因而能消去密钥的影响。通过统计分析以及对密文中冗余信息进行分析，就可以推出明文。所以存在安全隐患。
②WEP缺乏密钥管理。在WEP机制中，对于密钥的生成与没有任何的规定，对于密钥的使用也没有明确规定，密钥的使用情况比较混乱。数据加密密钥一般使用缺省密钥中Key ID为0的Default Key密钥，也就是说，所有的用户使用相同的密钥。而且这种密钥一般是使用人工装载，一旦载入就很少更新，增加了用户站点之间密钥重用的概率。由于使用WEP机制的设备都是将密钥保存在设备中，因此倘若设备丢失，就可能为攻击者所使用，造成硬件威胁。
③Iv重用问题。也称IV冲撞问题，即不同的数据帧加密时使用的IV值相同。而使用相同的数据帧加密密钥是不安全的。数据帧加密密钥是基密钥与IV值串联而成。实际上用户普遍使用的基密钥是Key ID为0的Default Key。因而的数据帧加密使用相同的Iv值是不安全的。而且，IV值是明文传送，攻击者可以通过观察来获得使用相同数据帧加密密钥的数据帧获得密钥。
由此可见，安全性是目前WLAN在发展上的一大重要问题，如何克服使用者对于安全性的顾虑是刻不容缓的当务之急。
2 应对之道及发展策略
针对以上四大制约WLAN网络发展的问题，分析以下解决建议。
（1）有效覆盖不足问题。首先是依靠各运营商自身的工程建设，根据热点评估体系，形成有效覆盖。无线网络的覆盖重点关注两大类区域，第一类是以广大市民为对象的公共热点区，第二类是以行业需求为主、面向高带宽应用的区域，例如校园及各类园区。数据统计显示，校园场景下单AP日均流量是普通公共热点单AP日均流量的10倍。随着智能手机的普及率不断攀升，人们越来越倾向于手机/PAD等便携终端随时随地上网，手机Wi-Fi需求也在增长。因此在此环境下，公众热点是公众需求迫切，选择需要有长远考虑，虽然一些热点当前流量不大，但可能随着只能终端的使用而爆发。推荐三种比较常用的WLAN热点选择方法：
①评估模型法：评估模型法是根据已有经验及相关数据，确定评估指标体系。对热点按照指标体系的各项评分标准，交由不同部门分别打分。不同的部门和职位拥有不同的权重，最终评估输出对应：“必建”、“储备”、“不建”三个结果，对必建结果还可以细分为一类、二类等。这种方法最重要的环节就是评估模型的建立，要求评估指标满足完整性、适用性和一致性。在建立指标体系的过程中，考虑各种场景情况，而不是针对某一场景而设置：指标的设置应能反映评估对象中各个要素的属性及其内容，并使评估目标和指标能有机地结合起来，组成一个逻辑层次分明的综合评价体系。
②数据挖掘法：常用的数据挖掘算法是KNN和决策树。这是目前国际上最常用的数据挖掘模型。在ATM选址等方面发挥非常关键的作用，但在电信领域鲜有类似应用。
KNN算法是十大数据挖掘算法之一。该算法的思路是。整体思想是：计算一个点A与其他所有点之间的距离，取出与该点最近的k个点，然后统计这k个点里面所属分类比例最大的，则点A属于该分类。
决策树算法是一种逼近离散函数值的方法。它是一种典型的分类方法，首先对数据进行处理，利用归纳算法生成可读的规则和决策树。然后使用决策对新数据进行分析，本质上决策树是通过一系列规则对数据进行分类的过程。决策树是目前应用最广泛的归纳推理算法之一，在WLAN热点选择中，运用决策树ID3算法，可将现网已经营的、值得推荐的热点用户特征作为训练集。输入的变可以分为两个维度：用户规模和消费规模，其中用户规又包括两个方面。即单位面积人流量和Wi-Fi终端的渗率：消费规模包括停留时间和Wi-Fi消费时长，再分别算这4个输入变量的熵值，获取其信息增益，据此建立顶向下递归的分治构造的决策树，然后利用决策对候选点进行筛选。
两种数学模型都是建立在数据挖掘的基础，参考国际领先的Wi-Fi运营商的选点要素，间时结合地样本采集，从用户规模、用户行为特点等维度，梳理定影响WLAN热点流量的关键因素并利用软件构建模，进行模型匹配分析得到“必”、“待建”和“不建”三类输出变量值。
③网优法网优法通过采集现网数据，经过分析、挖掘筛选出合手机Wi-Fi的热点。其核心是基于流量的栅格化分析，在此基础上增加多种判断维度。例如终端Wi-Fi支持、用户行为分析、地理特点等，能够有效挖掘“潜力”点。所谓栅格化分析方法，把区域精细到每平方千米或更小的栅格进行规划优化分。并利用普及率较高的Maoinfo软件进行二次开发。实图形化的栅格分析。根据流量数据，对划分的栅格进行染，可以非常直观地了解每个栅格区域的数据流量情。在网优方法中，需要获取除流量外的其他信息。例如需要BSC/RNC设备实现数据业务打点采集终端行为数据、MR数据和业务识别数据等，以数据业务地图形式呈现热点。
（2）射频干扰问题。由于WLAN无线传输的特性产生射频干扰的问题，目前还没有完美的解决方案，只能从减少干扰和避免干扰的角度出发解决射频干扰问题。
①WLAN厂商可以协助用户设置因地制宜的WLAN网络。将干扰的可能性降至最低。这是WLAN厂商能否为用户创造高附加价值的重要关键。
②虽然WLAN射频干扰问题并无法完全改善，但使用者可采取许多行动以避免或改善WLAN射频干扰现象。第一，查勘现场选取最优安装点。在建设WLAN网络之前，可以提前查勘现场，使用设备检测附近的射频信号，选取最优安装点：第二，移除WLAN射频干扰的来源。解决WLAN射频干扰问题最有效也最简单的方法，就是移除任何可能的干扰来源（当然，其他已安装WLAN AP无法移除）。
③调整WLAN AP的频谱波段。调整WLAN AP的频谱，选择射频干扰最低的波段，无线局域网的无线设备的工作频段为：2400～2483，5MHz。工作频率带宽为83，5MHz。划分为14个子频道，每个子频道带宽为22MHz。在一个蜂窝区内，直序扩频技术最多可以提供3个不重叠的频道同时工作。在WLAN的网络规划中，为了实现AP的有效覆盖，同时避免信道间的相互干扰，在信道的分配时可以引进BTS （Base Transceiver St～ion基站收发台）系统的蜂窝覆盖的原理，进行信道的分配。相邻AP选择不同的信道，将WLAN的相互干扰减小到最小，确保WLAN的正常工作。
④WLAN使用2，4G开放频段只有3个不重叠信道，多个运营商在同一区域各自建设WLAN。干扰问题难以避免，共建共享是解决这一问题的有效途径。工业和信息化部与国务院国有资产监督管理委员会与2008年9月28日联合下发了《关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知》，决定大力推进电信基础设施共建共享。各电信运营商可以依靠政府部门推进共建共享，最大限度的扩大单个运营商的接入覆盖范围，形成规模效应。这样既节省了投资、加快了建设进度，又避免了不同运营商之间的相互干扰，提高了网络质量。WLAN共建共享有如下几种方式：
运营商分区域建设WLAN无线接入网络及AP、AC等相应设备。AP以上汇聚交换机作为网络分界点，各运营商按照“多SSID"方式共享WLAN接入网络。
运营商共享第三方或者某一方WLAN无线接入网络。共享AP、AC设备，共用频点，平均分享出口带宽，AC作为网络分界点，三家运营商按照“多SSID”方式共享WLAN接入网络，连接不同运营商的WLAN业务平台。
使用胖AP的方式，共享胖AP，AP以上汇聚交换机作为网络分界点。三家运营商网络由各自汇聚交换机分接至合路交换机，再由合路交换机将三家运营商信号发送至AP。由于运营商大多才用瘦AP方式组网，胖AP不便于统一管理。该方式只适合场景较小的咖啡厅等休闲娱乐场所。
运营商互相开放热点，采用二级Portal方式共享。双方用户可以在对方WLAN覆盖的区域无线上网，用户只要拥有一个WLAN业务账号即可，上网费用记录在该账号。由该用户归属运营商收取。
（3）认证问题认证问题。这个问题较好解决，唯一的阻碍可能就是终端对于SIM卡或PEAP认证的支持率不高，根据部分省份的统计，目前SIM卡或PEAP认证的终端支持率在70%～80%左右，所以无感知认证的全面实现还需要一段时间。运营商对相应网元进行改造升级，用户只要终端支持就可以直接使用了。
（4）应用模式问题。
①主要的运营模式是建立无线城市环境。无线城市由主流运营商自发建设。政府在中间起协调作用。同时结合ISP，发挥传统电信运营商和互联网服务商的各自优势，资源整合、优势互补。其目的是网络接入广覆盖外，还推出了多种无线网络应用，达到各种应用与业务融合，为政府、公众和产业提供一体化的、智能的信息服务。展望未来。“无线城市”将与物联网、云计算等技术结合，把各种无线应用相融合与关联。对于用户来说应用智能化和简单化，“无线城市”应用也扩展人民的日常生活中和产业的每一个环节。这种“无线城市”，有一个显著特点是内容提供商的大量加入以及各种产品的融入，例如平安城市、智慧旅游、智慧园区、政务服务、商家信息等便利应用。应遵循“统一规划、分布实施，整合资源、区域共享，统一标准、互联互通，政府推动、市场导向”的思路。
②我国没有完善的无线城市建设经验，无线城市要实现全城的无线覆盖一个长期的过程。在此同时，电信运营商也需搭建自己的WLAN网络。由于建构WLAN，并非单一厂商就能够完成，需要网络厂商的投入。WLAN的建构为电信运营商及网络厂商提供新的市场发展空间，电信运营商将强调整体的网络及电信通信服务，为应用WLAN的企业提供增值服务。目标顾客可能以大型企业、企业大楼、展览会场为主，其收费模式主要是以通信费用为主，而无线局域网络费用为其附加值项目费用。
③体贴实用的应用程序作为培养用户使用WLAN习惯的关键因素。整合软件项目开发可以解决这个问题。随着WLAN的推广，会出现满足特殊无线局域网络的项目开发及软件设计的需求。为顾客公司开发所需要的软件，并建构其无线局域网络。可以整合软件项目开发，针对WLAN的需求专门进行专项开发，让体贴实用的应用程序吸引大量用户使用WLAN。
④针对目前WLAN的流量的增长并没有带来相应的收入问题，建议3种策略：第一是取消免费WLAN服务，采用更加灵活，更有针对性的计费方式，为用户提供更适合其需求性价比合适的WLAN服务：第二是通过免费提供无线上网业务，聚集大规模的用户群，进而向用户提供有吸引力的增值业务来获得收入。第三是适当引入广告商。用户通过点击广告免费使用WLAN。
（5）安全性问题。因为WEP在设计上存在先天缺陷，无法达到人们期望的安全目标，IEEE委托802.11i任务组制定新的安全标准，并于2004年6月批准了802.11i，是无线产业史上的一项重大事件，它为WLAN在企业的开展提供了主要动力。802.11i提供了三种基本网络安全性能中的两种，即验证和个人保密权。验证服务对于开放标准来说并不是十分重要，不过目前一些基础设施产品中已经增加了更高层的验证服务，802.11i的个人保密权服务是建立于AES之上的。AES是一种非常强大的加密标准。802.11i并非是一种普遍接受的解决方案，未得到广泛推广。例如，很难设想热点建立关于802.11i的安全措施，这是因为必须对客户端配置进行一定控制。新的802.11委员会的支持下，关于这个问题的工作还将继续进行。
3 结语
智能终端的迅速普及带动了流量业务的快速发展，数据流量的爆炸式增长给电信运营商带来的巨大压力，WLAN就是电信营运商分流数据流量的解决途径。WLAN还存在问题需要解决，国内运营商还没有成熟的WLAN经验，在WLAN的运营上，各电信运营商还需要进一步探索。
参考文献
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[2]王亮，胡虹，柳瑞芸，无线城市建设中WLAN规划方法研究。2012全国无线及移动通信学术大会论文集（下）.2012
[3]陈玲，荣耀，WLAN共建共享方案探讨.无线通信，2012
