MSC POOL技术在话务核心网中的应用研究

苏 郁 刘国红

[摘要]MSC POOL可提高设备资源利用率，加强网络安全性。文章以国内第一个正式商用局为例，对其组网特性、技术方案、性能指标进行研究和分析，验证了系统功能的有效性。

[关键词]MSC POOL话务核心网Y型结构CP负荷VLR

3GPP标准规范的MSC Pool技术的出现，不仅能够提升网络的质量和客户满意度，还可以降低投资和运维成本；并能够通过提高节点利用率的方式实现减少网络节点数量和降低对机房与电力的配套需求之目的，符合节能减排的发展方向。

中国移动通信集团陕西有限公司紧密追踪这一技术前沿，在延安率先进行国内首家(也是爱立信设备的全球第一个MSC Pool)试点，将这一技术正式商用。本文对此次工程的技术方案、测试内容、结果数据进行总结分析，为今后的应用推广提供理论依据、积累经验。

1MSC Pool基本概念

MSC Pool解决方案是基于3GPP TS23.236规范开发的、旨在提高核心网控制网元的运行效率和安全可靠性的解决方案。在3GPP TS23.236规范《Intra Domain Connection of RAN Nodes to Multipte CN Nodes》中，规定了核心网控制节点(MSC或MSC-S)以“资源池”方式工作的机制，打破了原有的无线接入网控制节点(BSC或RNC)与核心网控制节点(MSC或MSC-S)之间一对一的分区固定连接关系，实现了灵活的一对多的冗余连接控制关系。“资源池”是由多个MSC或MSC-S以资源共享的池组方式协同工作，共同控制一个较大服务区域内的所有BSC和RNC，实现A接口和Iu接口控制层面的逻辑全连接。

NNSF(Non-access-stratum Node Selection Function，非接入层节点选择功能)，是MSC Pool实现资源共享和负载均衡的关键技术之一。按照3GPP TS23 236规范的要求，无线控制节点BSC或RNC必须支持NNSF功能，也就是说BSC或者RNC必须能够支持定义多个目的信令点码。并能够根据MSC Pool内各MSC-S的相对容量因子将BSSAP信令(对于GSM网络)或者RANAP信令(对于3G网络)正确路由到不同的MSC-S。

2延安移动网络实施MSC Pool的技术方案

陕西移动全网的端局已实现软交换化，语音IP化承载程度也已经达100％，非常有利于MSC Pool的实施，具备了网内全IP承载的能力。具体组网方案如图1所示：

2.1涉及网元

延安本地网爱立信MSC Pool初步计划由爱立信软交换设备(包括2套MSC-S，3套M-MGW(MGW：YANGM4、YANGM5、YANGM6，SEVER：YANGS4、YANGS5))、阿尔卡特朗讯BSC设备、华为BSC设备组成。共15个BSC，核心网设计话务量达到19800爱尔兰，无线接入网设计话务量约为21417爱尔兰。

2.2新增硬件设备及软件功能

(1)MSC-S硬件

SLI/GARP板卡从3对增加为4对以提高SIGTRAN信令处理能力。

(2)MSC-S软件

◆基本软件扩容到20800SCC以应对一个MSC-S故障的情况：

◆VoIP软件扩容到19800Erl以应对一个MSC-S故障的情况；

◆新增MSC Pool的增强、负载、重分配功能软件。

(3)M-MGw软件

◆MGW加载CNP5.1.5.0软件补丁(包含MSC Pool Proxy功能)；

◆新增虚拟媒体网关功能软件。

3割接及实施步骤(2009年6—8月)

考虑到MSC Pool项目实施的复杂度，同时为了最大限度地减小对现网业务的影响，我们制定了首先部署Y型结构、再现网升级、最后全网实施的分三个阶段进行的延安MSC Pool详细工程计划，确保风险早发现、早控制、早解决。

3.1Y型结构MSc Pool

(1)新入网YANGM6(服务区域为富县和甘泉县)加载CNP5.1.5.0软件补丁以支持MSC Pool Proxy功能；

(2)YANGS5和YANGM6启用MSC Pool功能，同时现网YANGS4也启用MSC Pool功能，与YANGM6下挂接的1个低话务负荷的华为BSC(YAH04)组成“1个BSC+1个M-MGw+2个MSC-S”的“Y”型结构MSC Pool；

(3)在轻载条件下验证YANGM6的MSC Pool Proxy代理功能，确认华为BSC(YAH04)服务区内的用户能够按照预先设定的比例分别注册到YANGS4和YANGS5上；

(4)根据中国移动MSC Pool测试规范的相关要求，全面测试MSC Pool各项功能；

(5)选择YANGM6下挂接的2个阿朗BSC(YAA25、YAA36)加JXMSC Pool，组成“3个BSC+1个M-MGw+2个MSC-S”的“Y”型结构MSC Pool，并在中等话务负荷条件下验证MSC Pool Proxy功能。

3.2现网MGW升级支持MPP功能

(1)现网YANGM5(服务区域为延安城郊)加载CNP5.1.5.0软件补丁以支持MSC Pool Proxy功能，确认对现网业务没有影响；

(2)选择YANGM5下挂接的3个阿朗BSC(YAA05、YAA21、YAA24)配合修改信令数据加入MSC Pool，组成“8个BSC+2个M-MGw+2个MSC-S”的MSC Pool。

3.3全网MSC Pool

(1)现网YANGM4(服务区域为延安市区)加载CNP5 1.5.0软件补丁以支持MSC Pool Proxy功能，确认对现网业务没有影响；

(2)选择YANGM4下挂接的2个阿朗BSC(YAA19、YAA38)配合修改信令数据加入MSC Pool，组成“13个BSC+2个M-MGw+2个MSC-S”的MSC Pool。

按照《中国移动2/3G融合MSC Pool试点测试规范》的要求相关测试项进行测试。总体来看：具备测试条件且不考虑可选项的共计82项，完全通过81项，通过率高达99％；具备测试条件且考虑可选项的共计99项，通过和部分通过85项，通过率达到86％。其中：

◆通过：81项，

◆部分通过：4项(全部为可选项)，

◆未通过：14项(其中13项为可选)，

◆不具备测试条件：76项。

4性能分析

4.1负载均衡

从2009年6月27日至8月9日的CP负荷统计数据可以看

出，在7月26日晚全部15个BSC加入MSC Pool后，YANGS4和YANGS5的CP负荷基本均衡，都在18％左右。

4.2均衡话务高峰，提高设备利用率

分别选取MSC Pool实施前(7月2日)和实施后(7月27日)两天YANGS4和YANGS5的CP负荷统计数据，可以看出YANGS4的CP负荷峰值降低约7个百分点，YANGS5的忙时设备利用率提高约9个百分点，使得原来负责郊县业务的YANGS5帮助负责城区业务的YANGS4分担话务高峰成为可能，这将大大降低由于突发话务高峰造成交换系统拥塞的概率。

4.3MSC Pool内各MSC-S的开机用户数趋同

从6月27日至8月9日的VLR开机用户数统计数据可以看出，在7月26日晚全部15个BSC加入MSC Pool后，由于在M-MGW上设定的YANGS4和YANGS5的相对容量因子为1:1，因此YANGS4的开机用户数从MSC Pool实施前的31万降低到21万，YANGS5的开机用户数从MSC Pool实施前的11万提高到21万，YANGS4和YANGS5共同为整个MSC Pool服务区内的约42万开机用户提供服务。

4.4MSC Pool内各MSC-S的A接口中继话务量趋于均衡

选取YANGS4和YANGS5从7月22日到8月9日每天8:00和22:00的A接口中继话务量(TRUNKROUTE)统计数据进行分析，发现在7月26日晚全部15个BSC加入MSCPool后，YANGS4的A接口忙时话务量从7500爱尔兰降低到4500爱尔兰左右，YANGS5的A接口忙时话务量由2200爱尔兰提高到4500爱尔兰左右，由于开机用户的均分以及用户话务行为的统计平均分布而带来的A接口话务量均衡的效果非常显著。

4.5信令轻载

(1)MSC Pool内跨局位置更新减少

分别选取MSC Pool实施前(6月27日)和实施后(8月2日)两天YANGS4和YANGS5在8:00的跨局位置更新统计数据进行分析。从分析结果可以看出，MSC Pool实施后，忙时每用户跨局位置更新次数从0.14次降低到0.1.0次，下降了29％。

(2)MSC Pool内跨局切换减少

分别选取MSC Pool实施前(6月28日)和实施后(7月27日)两天YANGS4和YANGS5在21:00的跨局切换统计数据进行分析，忙时局间切换出总次数和切换入总次数都下降了6％左右。

特别是YANGS4到YANGS5之间的跨局切换，从MSCPool实施前全天678次切换出和1005次切换入分别都下降为0次。说明MSC-S Pool内各MSC-S之间是不存在跨局切换的，这将使得跨局切换掉话率显著下降。

(3)MSC Pool内移动性管理事件减少导致HLR负荷降低

由于MSC Pool实施后带来的跨局位置更新和切换次数的显著下降，导致MSC Pool内各MSC-S与HLR之间的移动性管理MAP信令交互减少，从而使得HLR的CP负荷降低。

以YANHLR2为例：MSC Pool实施后，YANHLR2的CP负荷峰值从7.10％下降到6.58％左右，下降幅度为7％，这意味着YANHLR2实际容量比原来提升了7％。

4.6优化系统指标

(1)系统话音接通率提高

从6月27日至8月9日的系统话音接通率统计数据可以看出，在7月20晚YANGM5下的BSC全部加入MSC Pool后，特别是在7月26日晚全部15个BSC都加入MSC Pool后，YANGS4和YANGS5的系统话音接通率指标都得到提升：YANGS4从不到70％提高到80％左右，YANGS5从65％左右提高到了78％。

(2)寻呼成功率未受显著影响

MSC Pool实施后，由于整个MSC Pool服务区内所有15个BSC的LAC都变为YANGS4和YANGS5的内部LAC，如果二次寻呼方式仍采用全局寻呼的话，无线设备的寻呼负荷将大幅度提高；因此，一般在MSC Pool实施后需要把二次寻呼方式由全局寻呼改为本地寻呼(按照LAC寻呼)。

理论上来讲，二次寻呼由全局寻呼改为本地寻呼后，可能会造成寻呼成功率的下降。但是从延安MSC Pool实施前后寻呼成功率统计数据来看，系统寻呼成功率指标基本没有显著变化。

(3)位置更新成功率未受显著影响

从6月27日至8月9日的位置更新成功率统计数据可以看出，虽然在MSC Pool实施过程中YANGS5在个别时间段位置更新成功率略有下降，但是在7月26日晚全部15个BSC都加入MSC Pool后，由于跨局位置更新减少，YANGS4和YANGS5的位置更新成功率与MSC Pool实施前相比基本不变，保持在98.5％左右。

4.7容灾备份自动接管

MSC Pool实施后，YANGM6同时受控于YANGS5和YANGS4，虽然YANGM6到YANGS5的信令连接中断，但其到YANGS4的信令连接依然保持，因此YANGM6下所有BSC的业务将会被YANGS4全部自动接管。

综上所述，爱立信软交换MSC Pool延安试点项目的顺利实施，一方面验证了MSC Pool的预期效果、提升了网络的性能指标，另一方面也积累了MSC Pool规划设计和工程实施的宝贵经验，为我们今后的大规模推广和商用奠定了基础。