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        移動通信工程設(shè)計中移動交換機(jī)處理能力的計算方法

        2017-12-29 08:34:34
        移動信息 2017年1期
        關(guān)鍵詞:用戶能力系統(tǒng)

        秦 敏

        ?

        移動通信工程設(shè)計中移動交換機(jī)處理能力的計算方法

        秦 敏

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

        交換機(jī)由三個主處理器節(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,都占用三個處理器節(jié)點(diǎn)的不同處理量?;诖?,簡單講述了移動交換機(jī)系統(tǒng)的計算方法。

        移動交換機(jī);處理能力;計算方法

        引言

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

        1 移動通信系統(tǒng)中的移動交換機(jī)的概述

        1.1 移動通信系統(tǒng)的組成

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

        其主要組成功能實體如下:

        (1)移動臺(MS):移動通信網(wǎng)中用戶使用的設(shè)備。

        (2)基站子系統(tǒng)(BSS):通過無線接口與移動臺相接,負(fù)責(zé)無線發(fā)送接收和無線資源管理。同時和MSC相連,實現(xiàn)移動用戶和固定用戶之間或移動用戶之間的通信管理?;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)營部門來控制和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)[1]。

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

        1.2 移動交換機(jī)通信管理功能

        當(dāng)移動用戶在接入信道上向另一個移動用戶或者固網(wǎng)用戶發(fā)起呼叫時,或者當(dāng)固網(wǎng)用戶呼叫移動用戶時,網(wǎng)絡(luò)要為用戶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)備和用戶的識別和鑒權(quán),完成無線鏈路和地面線路的連接和交換,最終建立起主叫用戶和被叫用戶之間的通信鏈路[2]。這個呼叫接續(xù)過程稱為移動交換機(jī)的通信管理功能,也是本文討論的重點(diǎn)所在。具體過程如下:

        (1)移動臺做主叫。首先,移動臺通過隨機(jī)接入控制信道向網(wǎng)絡(luò)發(fā)接入請求消息,向移動交換機(jī)獲取專用控制信道。移動交換機(jī)從VLR獲取相關(guān)信息鑒權(quán),鑒權(quán)成功后,移動交換機(jī)控制基站分配無線信道。這樣,無線鏈路和地面有線鏈路建立。隨后,移動臺向網(wǎng)路發(fā)第一條消息,即接入請求消息,其中包含被叫號碼。移動交換機(jī)根據(jù)此號碼將主叫與被叫所在移動交換機(jī)連通,并將被叫號碼送至被叫所在移動交換機(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,移動臺等待被叫的應(yīng)答信號。(2)移動臺做被叫。若固網(wǎng)用戶的入呼叫,首先呼叫會到達(dá)GMSC(關(guān)口交換局)。而移動用戶發(fā)起的呼叫,呼叫會到達(dá)其所在的移動交換機(jī)。GMSC或者移動交換機(jī)向HLR詢問有關(guān)被叫移動客戶正在訪問的移動交換機(jī)地址。HLR請求拜訪VLR分配漫游號碼傳給GMSC,GMSC便利用漫游號碼路由建立至被訪移動交換機(jī)的通路。不管被叫是否漫游,都需要有先去HLR獲取漫游號碼的過程,哪怕被叫和主叫處在同一個移動交換機(jī)。被訪移動交換機(jī)也從VLR獲得有關(guān)客戶數(shù)據(jù),如尋呼區(qū)代碼,然后通過尋呼區(qū)內(nèi)的所有基站向移動臺發(fā)送尋呼消息。直到移動臺振鈴,向主叫客戶回送呼叫接通證實信號。

        2 移動交換機(jī)系統(tǒng)處理能力的計算方法

        2.1 假設(shè)模型

        做如下的話務(wù)模型假設(shè):移動用戶平均忙時話務(wù)量:0.025?Erl/用戶;每用戶忙時試呼次數(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;每條七號信令鏈路負(fù)荷:0.2?Erl[3]。

        2.2 計算結(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、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)行計算得出的。

        2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計容量的計算方法

        我們可以看出在本文所假設(shè)的話務(wù)模型下,每用戶忙時1.5BHCA對應(yīng)于22個A接口Transaction和11個MAPTransaction。

        系統(tǒng)總?cè)萘靠梢杂檬剑?)和式(2)分別表示:

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

        用戶數(shù)×(22個A接口Transaction+11個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),算出各個接口的Transaction數(shù)目。

        顯然,式(1)是傳統(tǒng)的表示方法,它僅僅說明1.5?BHCA/用戶時的總的BHCA值,而對其他移動性能的行為沒有考量,所以只要每用戶的BHCA條件不變,盡管其他條件發(fā)生變化時,系統(tǒng)所設(shè)計容量的BHCA值仍然不變;式(2)則是在綜合的話務(wù)模型下得出的,只要話務(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,盡管每用戶的BHCA不變,系統(tǒng)總的BHCA是恒量,但實際上業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)——移動性管理行為的影響降低了系統(tǒng)的實際處理能力。

        2.2.2 七號鏈路的計算方法

        七號信令鏈路的計算方法,傳統(tǒng)上是用Erlang來表示。但通常影響七號信令鏈路的不僅僅是流量的問題,而主要是七號信令鏈路處理器對Transaction的處理能力。如:A接口的算法各廠家均不相同,各廠家的計算結(jié)果往往有很大差別,實際限制因素在于各廠家七號信令處理機(jī)處理能力的限制,而非鏈路流量的。限制。所以建議各運(yùn)營公司和設(shè)計單位重點(diǎn)調(diào)查各種不同移動交換機(jī)的七號信令鏈路處理器的Transaction的處理能力,因為消息長短的不同,直接影響著鏈路終端上處理器的處理能力。當(dāng)消息較長時,七號信令鏈路上達(dá)到信令負(fù)荷極限時流過的消息較少,處理器處理的Transaction也較少;而當(dāng)消息較短時,七號信令鏈路上達(dá)到信令負(fù)荷極限時流過的消息較多,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。所以消息長短不同時,對七號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度是不夠的。事實上,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。所以本文的另一個觀點(diǎn)是建議在對七號信令鏈路估量時,應(yīng)綜合考慮消息平均流量和Transaction。

        3 結(jié)束語

        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信令鏈路的計算方法——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)行計算的。盡管這種計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)行的很多不可見的計算結(jié)果被較透明地反映了出來,使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商能更全面地比較各設(shè)備廠家的設(shè)備。

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

        [2]康飛.我國國有電信業(yè)競爭對移動網(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

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