无线通信系统从1G到4G，经历了迅猛的发展，现实网络逐步形成了包含无线制式多样、频谱利用广泛和覆盖范围全面的复杂现状，其中多种接入技术长期共存成为突出特征。

根据中国IMT-20205G推进组需求工作组的研究与评估^[4]，5G需要在用户体验速率、连接数密度和端到端时延以及流量密度上具备比4G更高的性能，其中，用户体验速率、连接数密度和时延是5G最基本的三个性能指标。同时，5G还需要大幅提升网络部署和运营的效率。相比于4G，频谱效率需要提升5～15倍，能效和成本效率需要提升百倍以上。

而在5G时代，同一运营商拥有多张不同制式网络的现状将长期共存，多种无线接入技术共存会使得网络环境越来越复杂，例如，用户在不同网络之间进行移动切换时的时延更大。如果无法将多个网络进行有效的融合，上述性能指标，包括用户体验速率、连接数密度和时延，将很难在如此复杂的网络环境中得到满足。因此，在5G时代，如何将多网络进行更加高效、智能、动态的融合，提高运营商对多个网络的运维能力和集中控制管理能力，并最终满足5G网络的需求和性能指标，是运营商迫切需要解决的问题。

在4G网络中，演进的核心网已经提供了对多种网络的接入适配。但是，在某些不同网络之间，特别是不同标准组织定义的网络之间，例如由3GPP定义的E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，进化型的统一陆地无线接入网络）和IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会）定义的WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网络），缺乏网络侧统一的资源管理和调度转发机制，二者之间无法进行有效的信息交互和业务融合，对用户体验和整体的网络性能都有很大影响，比如网络不能及时将高负载的LTE网络用户切换到低负载的WLAN网络中，或者错误地将低负载的LTE网络用户切换到高负载的WLAN网络中，从而影响了用户体验和整体网络性能。

在未来5G网络中，多网络融合技术需要进一步优化和增强，并应考虑蜂窝系统内的多种接入技术（例如3G、4G）和WLAN（见图3-4）。考虑到当前WLAN在分流运营商网络流量负载中起到的越来越重要的作用，以及WLAN通信技术的日趋成熟，将蜂窝通信系统和WLAN进行高效的融合需要给予充分的重视。

为了进一步提高运营商部署的WLAN网络的使用效率，提高WLAN网络的分流效果，3GPP开展了WLAN与3GPP之间互操作技术的研究工作，致力于形成对用户透明的网络选择、灵活的网络切换与分流，以达到显著提升室内覆盖效果和充分利用WLAN资源的目的。

图3-4 多网络融合场景

目前，WLAN与3GPP的互操作和融合相关技术主要集中在核心网侧，包括非无缝和无缝两种业务的移动和切换方式，并在核心网侧引入了一个重要的网元功能单元——ANDSF（Access Network Discovery Support Functions，接入网络发现和选择功能单元）。ANDSF的主要功能是辅助用户发现附近的网络，并提供接入的优先次序和管理这些网络的连接规则。用户利用ANDSF提供的信息，选择合适的网络进行接入。ANDSF能够提供系统间移动性策略、接入网发现信息以及系统间路由信息等^[5]。然而，对运营商来说，这种机制尚不能充分提供对网络的灵活控制，例如对于接入网络的动态信息（如网络负载、链路质量、回传链路负荷等）难以顾及。为了使运营商能够对WLAN和3GPP网络的使用情况采取更加灵活、更加动态的联合控制，进一步降低运营成本，提供更好的用户体验，更有效地利用现有网络，并降低由于WLAN持续扫描造成的终端电量的大量消耗，3GPP近年来对无线网络侧的WLAN/3GPP互操作方式也展开了研究以及相关标准化工作，并且在3GPP第58次RAN（Radio Access Network，无线接入网）全会上正式通过了WLAN/3GPP无线侧互操作研究的SI（Study Item，研究立项）^[6]，在3GPP第62次RAN全会上进一步通过了WLAN/3GPP无线侧互操作研究的WI（Work Item，工作立项）^[7]。目前，其在3GPP Release 12阶段的具体技术细节已经确定，标准制定工作已经基本完成^[8]。

WLAN/3GPP无线侧互操作的研究场景仅考虑由运营商部署并控制的WLAN AP（Access Point，接入点），且在每个UTRAN/E-UTRAN小区覆盖范围内可以同时存在多个WLAN AP。考虑到实际的部署场景，该部分研究具体可以考虑以下两种部署场景^[9]：

共站址场景（见图3-5）。在该场景中，eNB（evolved Node B，演进基站）与WLAN AP位于同一地点，并且二者之间可以通过非标准化的接口进行信息的交互和协调。

场景（见图3-6）在该场景中，eNB与WLAN AP位于不同地点，并且二者之间没有RAN层面的信息的交互和协调。

图3-5 共站址场景^[9]

图3-6 非共站址场景^[9]

在WLAN/3GPP无线侧互操作技术的SI期间，共提出了三种WLAN和E-UTRAN/UT-RAN在无线侧的互操作方案^[10]。(www.daowen.com)

方案一：RAN侧通过广播信令或专用信令提供分流辅助信息给UE（User Equipment，用户设备）。UE利用RAN侧提供的分流辅助信息、UE的测量信息、WLAN提供的信息，以及从核心网侧ANDSF获得的策略，将业务分流到WLAN或者RAN侧，如图3-7所示。

图3-7 WLAN/3GPP无线侧互操作方案一^[10]

方案二：网络选择以及业务分流的具体规则由RAN侧在标准中规定，RAN通过广播或者专用信令提供RAN分流规则中所需的参数门限。当网络中不存在ANDSF规则时，UE依据RAN侧规定的分流规则将业务分流到WLAN或者3GPP上；当同时存在ANDSF时，ANDSF规则优先于RAN规则，如图3-8所示。

图3-8 WLAN/3GPP无线侧互操作方案二^[10]

方案三：如图3-9所示，当UE处于RRC CONNECTED/CELL_DCH状态下，网络通过专用的分流命令控制业务的卸载。当UE处于空闲状态、CELL_FACH，CELL_PCH和URA_PCH状态时，具体方案同一或者二；或者，处于以上几个状态的UE，可以配置连接到RAN，并等待接收专用分流命令。

图3-9 WLAN/3GPP无线侧互操作方案三^[10]

具体而言，eNB/RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）发送测量配置命令给UE，用于对目标WLAN测量信息的配置。UE进行测量，并基于事件触发测量上报过程。经过判决，eNB/RNC发送专用分流命令将UE的业务分流到WLAN或者3GPP网络。

基于SI阶段的研究成果，3GPP最终达成协议在WI阶段只研究基于UE控制的解决方案，也就是融合方案一和方案二的解决方案：RAN侧通过广播信令或专用信令提供辅助信息给UE，这些辅助信息包括E-UTRAN的信号强度门限、WLAN的信道利用率门限、WLAN的回传链路速率门限、WLAN信号强度门限、分流偏好指示以及WLAN识别号。UE可以利用收到辅助信息，并结合ANDSF分流策略或/和RAN分流策略，做出最终的分流决策^[11-13]。

为了满足5G网络的需求和性能指标，5G的多网络融合技术可以考虑分布式和集中式两种实现架构（见图3-10）。其中，分布式多网络融合技术利用各个网络之间现有的、增强的甚至新增加的标准化接口，并辅以高效的分布式多网络协调算法来协调和融合各个网络。而集中式多网络融合技术则可以通过在RAN侧增加新的多网络融合逻辑控制实体或者功能将多个网络集中在RAN侧来统一管理和协调。

分布式多网络融合不需要多网络融合逻辑控制实体或者功能的集中控制，也不需要信息的集中收集和处理，因此该方案的鲁棒性较强，并且反应迅速，但是与集中式多网络融合技术相比不易达到全局的性能最优化。以LTE和WLAN网络融合为例，可以在3GPP LTE的eNB与WLAN AP之间新建一个标准化接口。该接口与LTE eNB之间的X2接口类似。LTE eNB与WLAN AP可以通过该标准化接口进行信息的交互与协调。

LTE eNB与WLAN AP可以通过图3-10中分布式多网络融合的流程进行网络融合。以LTE网络和WLAN网络进行业务分流为例，在LTE网络和WLAN网络进行业务分流之前，LTE eNB和WLAN AP首先要建立起标准化接口。在该接口建立完毕之后，二者可以进行负载信息的交互，以便确认己方/对方是否可以发起/接受对等方的业务分流请求。如果可以，那么二者再进行更进一步的业务分流信息的交互来完成业务分流，以进一步达到多网络融合的目的。

集中式多网络融合需要多网络融合逻辑控制实体或者功能的集中控制，并且可以进行多网络信息的集中收集和处理，因此该方案能达到全局的性能最优化。以LTE和WLAN网络融合为例，根据LTE eNB和WLAN AP的部署场景（collocated或者non-collocated）和二者之间回传或者连接接口的特性（理想或者非理想），可以分别采用WLAN/3GPP载波聚合和WLAN/3GPP双连接两种融合方式。并且可以通过图3-10中集中式多网络融合的方案进行网络融合。例如，可以对现有的LTE eNB实体进行增强，在无线侧引入新的MRAC（Multi-RAT Adaptation and Control，多网络适配和控制）层，该层可以位于传统的RLC（Radio Link Control，无线链路控制）层之上，负责将LTE网络传输的数据包与WLAN网络传输的数据包进行适配和控制，从而达到多网络融合的目的。或者可以将LTE eNB中已有的层进行修改和增强，比如PDCP（Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议）层，从而可以将LTE网络传输的数据包与WLAN网络传输的数据包进行适配和控制，从而达到多网络融合的目的。