基于SoftSIM/E-SIM的Wi-Fi认证机制研究

摘要

近年来，移动互联网发展迅猛，随之而来的则是移动数据流量的指数级增长，运营商网络正面临着空前的挑战，迫切需要通过新的技术手段来缓解这种压力。而无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）正好能很好的满足为蜂窝网络分流的要求，具有带宽高，成本低，接入灵活，建网和维护都比较容易等特点。因此，利用蜂窝网络的用户识别模块卡（Subscriber Identity Module Card，SIM卡）来进行运营商WLAN接入认证将有利于对用户的管理，提升用户体验。另一方面，物联网和智能终端的发展对蜂窝移动网络的SIM卡提出了新的要求， SIM卡单纯从物理尺寸上变小也越来越不能满足应用要求，而传统的实体SIM卡开始有向嵌入式用户识别模块（Embedded Subscriber Identity Module，E-SIM）和软件用户识别模块（Software Subscriber Identity Module，SoftSIM）演化的趋势。
　　在这样的场景下，利用E-SIM和SoftSIM来实现Wi-Fi接入认证将变得很有意义。针对利用E-SIM和SoftSIM来实现Wi-Fi接入认证的问题，本文进行了必要的分析，虽然和传统SIM卡相比较，E-SIM和SoftSIM支持多个逻辑SIM，具有能够远程管理以及在线下载和切换等功能，并能用于尺寸更小的物联网设备，但考虑到E-SIM和SoftSIM在用户数据和认证算法上和传统实体SIM并无本质差异，本文提出在EAP-SIM和EAP-AKA的基础上实现基于E-SIM和SoftSIM的Wi-Fi接入认证的思路，并搭建平台实现了基于E-SIM和SoftSIM的Wi-Fi接入认证，验证了其可行性。
　　另外，E-SIM/SoftSIM无线客户端往往处在多个无线接入点共同覆盖的区域，而这些无线接入点可能是不同运营商的公共Wi-Fi。考虑到E-SIM和SoftSIM具有多个逻辑SIM，E-SIM和SoftSIM终端将具备接入不同运营商Wi-Fi的能力。因此，在E-SIM/SoftSIM认证以前，如何在这些Wi-Fi热点中选择一个进行接入认证将变得值得研究。本文结合802.11u和Hotspot2.0技术，提出一种E-SIM/SoftSIM终端在多AP场景下的AP选择策略，以帮助无线终端做出更好的接入决策，并搭建平台进行验证。

目录

声明

主要符号表

第一章 绪论

1.1 研究工作的背景

1.2 国内外研究历史与现状

1.3 本文的主要贡献与主要工作

1.4 本论文的结构安排

第二章 基于SIM的EAP认证方法研究

2.1 相关技术分析

2.2 基于蜂窝网络用户识别模块的EAP方法分析与设计

2.3 本章小结

第三章 基于E-SIM/SoftSIM的Wi-Fi认证方法实现

3.1 需求分析

3.2 方案设计

3.3 功能模块

3.4 功能测试

3.5 压力测试

3.6 本章小结

第四章 E-SIM/SoftSIM终端在多AP场景下的AP选择策略及实现

4.1 场景描述

4.2 需求分析

4.3 方案设计

4.4 功能测试

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 未来展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果