利用SGSN本地解析功能實現(xiàn)池組內(nèi)RNC間快速切換方法

張杰，蔡家鵬，黃建平

（1 中國移動通信集團廣東有限公司惠州分公司，惠州 516003; 2 中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 510623）

GPRS是一種基于GSM的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務，在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡基礎上疊加了一個新的網(wǎng)絡，同時增加網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）和服務GPRS支持節(jié)點SGSN（Serving GPRS Supporting Node），為手機用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。

SGSN 池組（SGSN Pool）是一種新的組網(wǎng)模式，這種組網(wǎng)模式打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡中一個BSC/RNC只能連到一個SGSN的限制。Pool區(qū)包含了一組SGSN節(jié)點所服務的BSC/RNC的所有RA區(qū)域。Pool區(qū)內(nèi)有多個SGSN并行地運行，它們共同分擔Pool區(qū)內(nèi)的業(yè)務。如圖1所示。

TD-SCDMA用戶在SGSN池組內(nèi)進行數(shù)據(jù)業(yè)務時可能會發(fā)生RNC間切換。下面針對RNC間切換問題進行詳細分析。

圖1 SGSN組Pool前后的組網(wǎng)結構示意圖

1 RNC間切換流程

1.1 RNC間切換規(guī)范流程

圖2是3GPP規(guī)定的用戶在進行數(shù)據(jù)業(yè)務過程中發(fā)生RNC間切換的流程，整個過程可以劃分為兩個部分：一是Relocation流程，另外一個是RAU流程。

其中Relocation流程是RNC間切換所特有的一個流程，Source RNC決定并發(fā)起該流程到Old SGSN側（該流程中會攜帶目的RNC ID、用戶IMSI等信息），Old SGSN來決定發(fā)起Intra或者Inter Relocation流程，如發(fā)起Inter流程，Old SGSN將該請求發(fā)到Target RNC所在的New SGSN側，New SGSN將請求發(fā)送到Target RNC使其與用戶終端建立無線連接。

如 果Old SGSN發(fā) 起 的是Intra Relocation流程，則Old SGSN就是New SGSN，可以立刻通知向其下帶的Target RNC與用戶終端建立無線連接，不需要SGSN之間的信令交互以及和GGSN更新相關的PDP上下文，從而快速的完成業(yè)務遷移。

Relocation流程完成后是RAU流程即用戶完成位置的更新。

圖3左圖是3GPP規(guī)定的在完成切換之前用戶數(shù)據(jù)流量與Old SGSN進行交互。右圖是切換之后用戶數(shù)據(jù)流量與New SGSN進行交互。

1.2 DNS查詢流程

在以上流程中Old SGSN需要通過一定的方式找到Target RNC歸屬的New SGSN，現(xiàn)網(wǎng)中一般是通過DNS服務器來實現(xiàn)的。流程如圖4所示。

圖2 3GPP規(guī)定的RNC切換流程

圖3 切換前后用戶數(shù)據(jù)流量走向

圖4 DNS查詢流程

Old SGSN利用Old RNC上報的目的RNC ID信息查詢DNS服務器，DNS服務器里面預先配置了RNC ID對應的SGSN IP地址列表，會響應SGSN的查詢請求，將目的RNC ID對應的New SGSN IP地址發(fā)送給Old SGSN。

1.3 SGSN池組內(nèi)RNC切換存在問題

RNC間發(fā)生Intra或Inter切換流程是由Old SGSN通過查詢DNS服務器來決定的，在SGSN池組的組網(wǎng)方式下采用這種方式是不合理的。如圖5所示是某地市SGSN池組1的組網(wǎng)情況，RNC與池組內(nèi)4個SGSN為全連接關系，在DNS服務器里面一個RNC對應配置了這4個SGSN的IP地址。

圖5 SGSN池組后的DNS配置情況

根據(jù)DNS配置情況，RNC間的切換會有75%的概率發(fā)生在SGSN之間，即Inter SGSN切換。因此，如果池組內(nèi)SGSN數(shù)量為n，則發(fā)生此種情況的概率為(n-1)/n，這就是問題所在。

2 利用SGSN的本地解析功能實現(xiàn)RNC間快速切換

2.1 SGSN本地解析功能

SGSN的本地解析功能就是將SGSN池組內(nèi)下帶的所有RNC ID對應的IP地址以列表的形式配置在SGSN本地，當發(fā)生池組內(nèi)RNC間切換時，SGSN可以通過查詢本地的RNC ID列表解析到自己的IP地址，而快速發(fā)起Intra切換流程，這樣就避免發(fā)生Inter SGSN切換。

本地解析列表配置方法如圖6所示。

圖6 本地解析列表

2.2 快速切換流程

快速切換流程如圖7所示，其減少了SGSN之間的信令以及到GGSN更新PDP上下文的信令交互。

目前廣東移動現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了SGSN池組組網(wǎng)，經(jīng)過現(xiàn)網(wǎng)測試驗證，利用該方案可以有效避免池組內(nèi)RNC間的Inter SGSN切換，效果顯著。

（1）減少不必要的信令流程，將RNC間切換時延縮短約200 ms，加快了切換速度。

（2）切換過程中TD-SCDMA的FTP下載速率大約提升了10%～20%。

（3）減少大量核心網(wǎng)與DNS服務器的交互信令，減輕核心設備負荷。

圖7 快速切換流程

（4）有效降低了SGSN設備到HLR的Gr信令鏈路負荷。

3 總結

本文研究了SGSN池組內(nèi)的RNC切換問題，并通過在SGSN本地配置解析列表的方式而實現(xiàn)快速切換，并在現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中進行了測試驗證，效果顯著，實現(xiàn)了網(wǎng)絡性能和用戶感知的雙提升。

[1] 3G Telecom Management Architecture,3GPP TS 32.102[S].

[2] Intra-domain Connection of Radio Access Network (RAN) Nodes to Multiple Core Network (CN) Nodes 3GPP TS 23.236[S].