移动网MSC Pool改造过程中MTRF无法启用问题分析

李丽坤



移动网MSC Pool改造过程中MTRF无法启用问题分析

李丽坤

中国联合网络通信有限公司石家庄市分公司，河北 石家庄 050000

移动网电路域MSC PooL是一种负荷分担式的容灾技术，MTRF是一种应用于特殊被叫场景的技术。因此，介绍了MSC PooL和MTRF的原理，重点分析了MSC PooL后MTRF无法启用的原因，并给出了解决方案。

MSC Pool；MTRF；工作原理；典型案例

1 背景

移动通信技术的发展给人类社会带来了深刻变革，尤其是近20年来，移动通信技术经历了从模拟制式时代到2G、3G、4G时代的高速发展。随着移动用户规模的突破性增长，通信系统的安全和网络容量面临着巨大挑战。如何提高网络资源的利用率和容灾能力，是行业内共同关注的问题。MSC PooL技术打破了传统网络中一个BSC/RNC只能连接到一个MSC的限制，将多个MSC共同组成一个资源池，为所连接的BSC/RNC提供服务。

2 工作原理

2.1 MSC Pool工作原理

MSC Pool是3GPP R5中提出的概念，其基本工作原理如下：当用户进入某个MSC Pool 的覆盖区域时，无线节点会按照负载均衡的原则将用户的位置更新请求随机地分配给池组中的某一个MSC。这个MSC完成位置更新过程并给用户分配一个TMSI。这个TMSI里面携带了“网络资源标识（NRI）”字段，用来标识为这个用户服务的MSC编号。该用户在MSC Pool 的服务区域内移动时，将一直由这个MSC为其服务，直到离开MSC Pool的服务区域为止，从而减少了MSC间的位置更新、切换和重定位[1]。

如图1所示，一组MSC构成一个MSC池（MSC Pool）。MSC池服务的区域称为MSC池区（MSC Pool Area）。从BSC/RNC角度看，如果一个或者多个BSC/RNC从属于某一个MSC池，那么这些BSC/RNC的所有业务区即构成MSC池区，池区内的用户由MSC池中的MSC共同服务。

图1

2.2 MTRF原理

MTRF（Mobile Terminating Roaming Forwarding）是一种应用于特殊被叫场景的技术，其工作原理是Old MSC正在处理UE的被叫业务，但UE同时在进行位置更新，且位置更新后登记的New MSC和正在处理被叫业务的Old MSC不一致。MTRF是使得该场景下的被叫话务能够正常持续而不失败的技术。图2中给出了Old MSC已经返回了移动台漫游号码（MSRN，Mobile Station Roaming Number）情况下的MTRF工作流程。

图2

MTRF工作流程如下：

（1）UE用户发起Location Update Request消息至New MSC，New MSC依据TMSI/Old LA找到Old MSC，并发送Send Identifieation消息（携带支持MTRF标识和New MSC的号码）；Old MSC收到消息后，会检查是否有针对该用户的被叫消息，并将结果返回给New MSC[2]。

（2）New MSC处理UE的位置更新流程，发送Update Location 消息（携带支持MTRF标识）给用户注册HLR。

（3）HLR收到消息后，授权New MSC和Old MSC之间的MTRF，发送Cancel Location给Old MSC，Old MSC收到该消息后，停止Paging定时器。

（4）Old MSC发送PRN消息给New MSC，依据NEW MSC返回的MSRN接续话务。

（5）New MSC完成UE的位置更新流程后，按照正常的被叫话务流程持续被叫话务，最终被叫话务通过Old MSC-New MSC成功接续。

3 典型案例

3.1 故障现象

在现网入Pool改造过程中，存在部分未入Pool改造的BSC/RNC，会产生未入Pool和已入Pool的RNC边界区有无法启动MTRF导致呼叫失败的问题。具体案例如下：1563381XXXX用户投诉被叫听“关机录音”通知，通过查询用户数据，发现用户联合位置更新在MSCA交换机下，LAC=45 337。做被叫时，瞬间在MSCB交换机登记，呼叫失败后，又重新联合位置更新在MSCA下。

3.2 原因分析

3.2.1 在MSCA交换机下跟踪消息

用户做被叫后，从SGs接口发送Paging Request以后，MME回了Service Request消息后开始回落。在回落过程中收到MAP层Cancel Location消息，用户应该回落在其他交换机登记。9秒后，再次从4G网络发起联合位置更新，证明用户已经回落完成。（实际是没有回落成功，听”关机”录音通知。）

3.2.2 在MSCB交换机下情况

由于用户实际登记3G的覆盖在LAC=45 333的MSCB下，回落时，从SGs接口登记的LAC不同，发起位置更新。由于是不同的交换机，因此必须启用MTRF才可以呼叫成功。这个时候问题出现了，用户原所在LAC=45 337已经入Pool，在MSCB中做了小区数据，LAC=45 337已不单纯属于MSCA了，在MSCB的临区中也删除了此数据。这样在MTRF时，MSCB不会向MSCA要UE数据，MTRF失败，呼叫失败。

3.3 解决方法

这一现象是在入Pool过程中必然要遇到的问题，在部分BSC/RNC没有入Pool的情况下，只能通过采取一些优化方案尽量减少此类情况的发生。

具体建议优化方案如下：

方案一：MME修改入Pool LAC指向，由MSCA修改为MSCB。由于LAC=45 337已入Pool，这个LAC就同属于Pool内所有MSC，可以请求MME把LAC=45 337的指向修改为MSCB。这样，交界区域的UE在LAC=45 333回落时指向MSCA，和MME的指向相同，呼叫可以接通。

在LAC=45 337（入Pool）内区域内的用户回落时TMSI中的NRI是MSCA的，RNC启用NNSF功能也会指向MSCA，呼叫接通。

方案局限：此方案针对覆盖比较复杂，边界是3个交换机的区域，只能指向其中的一个交换机，另外一个交换机还会遇到类似问题。

方案二：在入Pool时，个别MSC“假入”Pool。如案例的LAC=45 337的RNC入Pool后，可以打死到MSCB局向，这样整个Pool会把MSCB “踢出”这个Pool。用户会登记到其他MSC。同时，MSCB把LAC=45 337加入到临区数据中，从而可以发送Send Id给MSCA启动MTRF。在所有RNC入Pool以后，再把所有“踢出”的MSC入Pool。

方案局限：增加了MSC Pool复杂性，易导致风险，并且网管会出现RNC告警，也增加了维护管理的难度。

方案三：针对交叉区域的eNodeB新建TAC，MME指向对应的交换机。

方案局限：在交叉区域操作性比较复杂，针对4G回落到3G再回落到2G，并且2G覆盖连续的区域效果相对明显。

根据现网情况，为了最大限度减少对用户的影响，经过多方论证，最后采取的是优化方案二“假入Pool”的方式解决。即LAC=45337的RNC入Pool后，打死到MSCB局向，这样整个Pool会把MSCB “踢出”这个Pool，同时MSCB仍把LAC=45337加入到临区数据中，从而可以发送Send Id给MSCA启动MTRF。在所有RNC入Pool以后，再将所有“踢出”的MSC入Pool[4]。

4 结束语

MSC PooL技术在当前基于3G R4组网的各大运营商软交换网络得到了大规模应用，其在网络容灾安全方面有着不可替代的优势，在组网改造过程中出现的类似这种MTRF回落问题，可以通过优化3G、4G网络覆盖及假入Pool等措施降低发生概率。

[1]3GPP TS23.272V12.2.0（2014－03）Circuit Switched（CS）fallback in Evolved Packet System（EPS）（Stage2，Release12）[S].

[2]3GPP TS24.008V12.5.0（2014-03）Mobile radio interface Layer 3specification，Core network protocols（Stage3，Release12）[S].

[3]3GPP TS23.018V12.2.0（2013-09）Basic call handling，Technical realization（Release12）[S].

[4]3GPP TS23.236V8.0.0（2008-12）[S].

Problem Analysis during the Process of Transforming the Mobile Network MSC Pool while MTRF cannot Work

Li Likun

China United Network Communications Co., Ltd., Shijiazhuang Branch, Hebei Shijiazhuang 050000

Mobile network circuit domain MSC PooL is a kind of load-sharing disaster recovery technology. MTRF is a kind of technology applied to special called scenes. Therefore, the principles of MSC PooL and MTRF are introduced, and the reasons why MTRF cannot work after MSC PooL are analyzed, and solutions are given.

MSC Pool; MTRF;working principles;typical technlolgy

TN929.5

A