移動(dòng)通信工程設(shè)計(jì)中移動(dòng)交換機(jī)處理能力的計(jì)算方法

秦 敏

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移動(dòng)通信工程設(shè)計(jì)中移動(dòng)交換機(jī)處理能力的計(jì)算方法

秦 敏

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510000

交換機(jī)由三個(gè)主處理器節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，即交換控制處理器（SCP）節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)處理器（DBP）節(jié)點(diǎn)和信道協(xié)調(diào)處理器（CCP）節(jié)點(diǎn)，這三個(gè)處理器節(jié)點(diǎn)的處理能力決定了EMX—500交換機(jī)的處理能力。EMX—50。交換機(jī)每處理一次呼叫，都占用三個(gè)處理器節(jié)點(diǎn)的不同處理量?；诖?，簡(jiǎn)單講述了移動(dòng)交換機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算方法。

移動(dòng)交換機(jī)；處理能力；計(jì)算方法

引言

系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置的任務(wù)是在一定的話(huà)務(wù)模型下，如何讓系統(tǒng)的各個(gè)功能塊相互配合，在系統(tǒng)所設(shè)計(jì)容量的范圍內(nèi)，安全可靠的運(yùn)行。通常，我們用BHCA來(lái)度量交換機(jī)的處理能力，但對(duì)于移動(dòng)交換機(jī)而言，僅用BHCA來(lái)衡量、比較是不全面的。本文認(rèn)為應(yīng)該考慮用單位時(shí)間內(nèi)處理Transaction（事務(wù)處理）的能力來(lái)度量移動(dòng)交換機(jī)的處理能力。

1 移動(dòng)通信系統(tǒng)中的移動(dòng)交換機(jī)的概述

1.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，如GSM，CDMA系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上基本類(lèi)似。在此以GSM系統(tǒng)為例說(shuō)明數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。

其主要組成功能實(shí)體如下：

（1）移動(dòng)臺(tái)（MS）：移動(dòng)通信網(wǎng)中用戶(hù)使用的設(shè)備。

（2）基站子系統(tǒng)（BSS）：通過(guò)無(wú)線(xiàn)接口與移動(dòng)臺(tái)相接，負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)發(fā)送接收和無(wú)線(xiàn)資源管理。同時(shí)和MSC相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶(hù)和固定用戶(hù)之間或移動(dòng)用戶(hù)之間的通信管理?；咀酉到y(tǒng)包括基站（BTS）、基站控制器（BSC）兩部分。

（3）操作支持系統(tǒng)（OSS）：提供運(yùn)營(yíng)部門(mén)來(lái)控制和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)[1]。

（4）網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）：又被稱(chēng)為核心網(wǎng)部分，主要完成通信管理和移動(dòng)性管理。

1.2 移動(dòng)交換機(jī)通信管理功能

當(dāng)移動(dòng)用戶(hù)在接入信道上向另一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)或者固網(wǎng)用戶(hù)發(fā)起呼叫時(shí)，或者當(dāng)固網(wǎng)用戶(hù)呼叫移動(dòng)用戶(hù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)要為用戶(hù)呼叫配置所需的控制信道和業(yè)務(wù)信道，指定和控制發(fā)射機(jī)的功率，進(jìn)行設(shè)備和用戶(hù)的識(shí)別和鑒權(quán)，完成無(wú)線(xiàn)鏈路和地面線(xiàn)路的連接和交換，最終建立起主叫用戶(hù)和被叫用戶(hù)之間的通信鏈路[2]。這個(gè)呼叫接續(xù)過(guò)程稱(chēng)為移動(dòng)交換機(jī)的通信管理功能，也是本文討論的重點(diǎn)所在。具體過(guò)程如下：

（1）移動(dòng)臺(tái)做主叫。首先，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)隨機(jī)接入控制信道向網(wǎng)絡(luò)發(fā)接入請(qǐng)求消息，向移動(dòng)交換機(jī)獲取專(zhuān)用控制信道。移動(dòng)交換機(jī)從VLR獲取相關(guān)信息鑒權(quán)，鑒權(quán)成功后，移動(dòng)交換機(jī)控制基站分配無(wú)線(xiàn)信道。這樣，無(wú)線(xiàn)鏈路和地面有線(xiàn)鏈路建立。隨后，移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)路發(fā)第一條消息，即接入請(qǐng)求消息，其中包含被叫號(hào)碼。移動(dòng)交換機(jī)根據(jù)此號(hào)碼將主叫與被叫所在移動(dòng)交換機(jī)連通，并將被叫號(hào)碼送至被叫所在移動(dòng)交換機(jī)或送入固定網(wǎng)交換機(jī)中進(jìn)行分析。一旦通往被叫的鏈路準(zhǔn)備好，移動(dòng)臺(tái)等待被叫的應(yīng)答信號(hào)。（2）移動(dòng)臺(tái)做被叫。若固網(wǎng)用戶(hù)的入呼叫，首先呼叫會(huì)到達(dá)GMSC（關(guān)口交換局）。而移動(dòng)用戶(hù)發(fā)起的呼叫，呼叫會(huì)到達(dá)其所在的移動(dòng)交換機(jī)。GMSC或者移動(dòng)交換機(jī)向HLR詢(xún)問(wèn)有關(guān)被叫移動(dòng)客戶(hù)正在訪(fǎng)問(wèn)的移動(dòng)交換機(jī)地址。HLR請(qǐng)求拜訪(fǎng)VLR分配漫游號(hào)碼傳給GMSC，GMSC便利用漫游號(hào)碼路由建立至被訪(fǎng)移動(dòng)交換機(jī)的通路。不管被叫是否漫游，都需要有先去HLR獲取漫游號(hào)碼的過(guò)程，哪怕被叫和主叫處在同一個(gè)移動(dòng)交換機(jī)。被訪(fǎng)移動(dòng)交換機(jī)也從VLR獲得有關(guān)客戶(hù)數(shù)據(jù)，如尋呼區(qū)代碼，然后通過(guò)尋呼區(qū)內(nèi)的所有基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送尋呼消息。直到移動(dòng)臺(tái)振鈴，向主叫客戶(hù)回送呼叫接通證實(shí)信號(hào)。

2 移動(dòng)交換機(jī)系統(tǒng)處理能力的計(jì)算方法

2.1 假設(shè)模型

做如下的話(huà)務(wù)模型假設(shè)：移動(dòng)用戶(hù)平均忙時(shí)話(huà)務(wù)量：0.025?Erl/用戶(hù)；每用戶(hù)忙時(shí)試呼次數(shù)：1.5；BSC內(nèi)切換次數(shù)：1次/呼叫；BSC間切換次數(shù)：0.2次/呼叫；預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)比率（主被叫比率1∶1）：0.2次/呼叫；短消息業(yè)務(wù)（收發(fā)比率1∶1）：0.2次/呼叫；每條七號(hào)信令鏈路負(fù)荷：0.2?Erl[3]。

2.2 計(jì)算結(jié)果

由于補(bǔ)充業(yè)務(wù)有很大的靈活性，僅分析了較多使用的呼叫等待、三方通話(huà)、呼叫前轉(zhuǎn)和消息等待四種。下列的結(jié)果在基于上述業(yè)務(wù)模型假設(shè)的前提下，將這四種補(bǔ)充業(yè)務(wù)分別賦予20??%、20??%、30??%和30??%的權(quán)重，進(jìn)行計(jì)算得出的。

2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量的計(jì)算方法

我們可以看出在本文所假設(shè)的話(huà)務(wù)模型下，每用戶(hù)忙時(shí)1.5BHCA對(duì)應(yīng)于22個(gè)A接口Transaction和11個(gè)MAPTransaction。

系統(tǒng)總?cè)萘靠梢杂檬剑?）和式（2）分別表示：

BHCA容量：用戶(hù)數(shù)×1.5BHCA；Transaction容量（1）

用戶(hù)數(shù)×（22個(gè)A接口Transaction+11個(gè)MAPTransaction）（2）

如希望進(jìn)一步細(xì)分，我們還可以利用本小節(jié)前面所得出的數(shù)據(jù)，算出各個(gè)接口的Transaction數(shù)目。

顯然，式（1）是傳統(tǒng)的表示方法，它僅僅說(shuō)明1.5?BHCA/用戶(hù)時(shí)的總的BHCA值，而對(duì)其他移動(dòng)性能的行為沒(méi)有考量，所以只要每用戶(hù)的BHCA條件不變，盡管其他條件發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)所設(shè)計(jì)容量的BHCA值仍然不變；式（2）則是在綜合的話(huà)務(wù)模型下得出的，只要話(huà)務(wù)模型中的任一條件發(fā)生變化，則A接口或MAP協(xié)議接口的Transaction數(shù)目便發(fā)生變化，從而影響系統(tǒng)的處理能力。所以，盡管每用戶(hù)的BHCA不變，系統(tǒng)總的BHCA是恒量，但實(shí)際上業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)——移動(dòng)性管理行為的影響降低了系統(tǒng)的實(shí)際處理能力。

2.2.2 七號(hào)鏈路的計(jì)算方法

七號(hào)信令鏈路的計(jì)算方法，傳統(tǒng)上是用Erlang來(lái)表示。但通常影響七號(hào)信令鏈路的不僅僅是流量的問(wèn)題，而主要是七號(hào)信令鏈路處理器對(duì)Transaction的處理能力。如：A接口的算法各廠家均不相同，各廠家的計(jì)算結(jié)果往往有很大差別，實(shí)際限制因素在于各廠家七號(hào)信令處理機(jī)處理能力的限制，而非鏈路流量的。限制。所以建議各運(yùn)營(yíng)公司和設(shè)計(jì)單位重點(diǎn)調(diào)查各種不同移動(dòng)交換機(jī)的七號(hào)信令鏈路處理器的Transaction的處理能力，因?yàn)橄㈤L(zhǎng)短的不同，直接影響著鏈路終端上處理器的處理能力。當(dāng)消息較長(zhǎng)時(shí)，七號(hào)信令鏈路上達(dá)到信令負(fù)荷極限時(shí)流過(guò)的消息較少，處理器處理的Transaction也較少；而當(dāng)消息較短時(shí)，七號(hào)信令鏈路上達(dá)到信令負(fù)荷極限時(shí)流過(guò)的消息較多，處理器處理的Transaction也較多；這就容易形成瓶頸，產(chǎn)生故障隱患。所以消息長(zhǎng)短不同時(shí)，對(duì)七號(hào)信令鏈路處理器的處理能力要求不同，單單考慮消息平均長(zhǎng)度是不夠的。事實(shí)上，目前在網(wǎng)上運(yùn)行的系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，往往是由于只考慮了Erlang，而未考慮Transaction的影響。所以本文的另一個(gè)觀點(diǎn)是建議在對(duì)七號(hào)信令鏈路估量時(shí)，應(yīng)綜合考慮消息平均流量和Transaction。

3 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)配置的重要性不言而喻，本文所建議的系統(tǒng)處理能力與容量和七號(hào)信令鏈路的計(jì)算方法——式（2）是比較復(fù)雜的方法。它是在各種業(yè)務(wù)模型的詳細(xì)設(shè)定后，仔細(xì)研究各種業(yè)務(wù)可能出現(xiàn)的流程下進(jìn)行計(jì)算的。盡管這種計(jì)算方法的工作量較大，工作難度較高，但它能使各設(shè)備廠家所進(jìn)行的很多不可見(jiàn)的計(jì)算結(jié)果被較透明地反映了出來(lái)，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商能更全面地比較各設(shè)備廠家的設(shè)備。

[1]王勇.未來(lái)移動(dòng)通信基站體系結(jié)構(gòu)——定性理論、方法與實(shí)踐[D].北京：北京郵電大學(xué)，2010.

[2]康飛.我國(guó)國(guó)有電信業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)投資及效率影響研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.

[3]胡章豐.面向新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的移動(dòng)性管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2014.

Computing Method of Mobile Switch Processing Capability in Mobile Communication Engineering Design

Qin Min

Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

The switch is composed of three main processor nodes：the exchange control processor（SCP）node，the database processor（DBP）node and the channel co-ordination processor （CCP） node. The processing power of the three processor nodes The EMX 500 a switch processing power. EMX-50. Each time the switch handles a call，it takes up three different processor node processing capacity. This paper briefly describes the mobile switching system calculation method.

mobile switch；processing capability；calculation method

TN929.5；TP311.52

A

1009-6434（2017）01-0005-02