MSC Pool定向遷移技術(shù)研究及應(yīng)用

宋亞麗

（中國移動通信集團公司河南有限公司，鄭州 450008）

1 引言

中國移動作為河南省戰(zhàn)略合作伙伴，始終堅持網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是企業(yè)生命線，為河南5 300萬用戶提供優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，助力中原崛起。為了進一步提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、均衡網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)抗壓和抗風(fēng)險能力，河南移動從2012年開始對核心網(wǎng)進行大規(guī)模組Pool改造，核心網(wǎng)組Pool后，可以提高網(wǎng)絡(luò)容量、提升網(wǎng)絡(luò)抗大話務(wù)量沖擊能力，網(wǎng)絡(luò)安全性和穩(wěn)定性得到顯著提升，為移動用戶提供的通信保障更加可靠。然而，MSC Pool技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)大規(guī)模推廣后，出現(xiàn)了跨局呼叫量劇增的問題，該問題會導(dǎo)致原局內(nèi)呼叫變局間呼叫，從而出現(xiàn)用戶呼叫時延增加、語音編解碼次數(shù)增多導(dǎo)致語音質(zhì)量下降等一系列問題。

2 MSC Pool技術(shù)特點及部署后產(chǎn)生的問題

MSC Pool技術(shù)的一大特點是用戶均衡分發(fā)，即在同一個區(qū)域范圍內(nèi)的用戶發(fā)起的移動業(yè)務(wù)會被均衡的分攤到MSC Pool內(nèi)不同的交換設(shè)備（MSS）處理，這樣就導(dǎo)致了大量地點固定及呼叫頻次高的用戶群尤其是家庭網(wǎng)和集團網(wǎng)用戶，會被均衡的分發(fā)到Pool內(nèi)多臺MSS上，這部分人群間的呼叫將由原來的局內(nèi)呼叫變?yōu)榫珠g呼叫。經(jīng)過我們的測算，組Pool后，局間呼叫量比組Pool前增加了60%。局間呼叫增多會導(dǎo)致呼叫建立時延長和語音編解碼次數(shù)增多的問題，局間呼叫的呼叫建立時延平均比局內(nèi)呼叫多1～1.5 s，同時局間呼叫的語音編解碼次數(shù)比局內(nèi)呼叫多2倍，導(dǎo)致語音MOS值平均下降0.3～0.5，這些問題會直接導(dǎo)致用戶感知度下降，同時局間呼叫增多還會增加網(wǎng)絡(luò)資源開銷、增加故障點，導(dǎo)致維護成本上升。

3 MSC Pool中的定向遷移技術(shù)

MSC Pool的技術(shù)特點決定MSC Pool技術(shù)在部署后必然帶來跨局呼叫增多的問題。為了解決此技術(shù)難題，我們研究了MSC Pool內(nèi)用戶呼叫模型，發(fā)現(xiàn)大量用戶存在通信地域固定，通信范圍固定的特點，由此我們提出了基于用戶行為的定向遷移技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)用戶呼叫行為對用戶登記核心網(wǎng)元進行優(yōu)化選擇，同時利用二元迭代算法定位用戶的遷移方向，通過安全控制策略，保證遷移的有效性和合理性，同時還根據(jù)時間和容量的二元判定規(guī)則制定遷移門限，保證遷移效果。定向遷移技術(shù)能夠針對不同重點區(qū)域、重點集團等用戶群，通過相關(guān)策略控制，將用戶均衡遷移到同一臺核心網(wǎng)元，從而實現(xiàn)縮短呼叫接續(xù)時延、提升MOS值、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源。定向遷移技術(shù)區(qū)別于已有的優(yōu)化技術(shù)，將傳統(tǒng)模式下對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控維護轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新形式下基于用戶感知的主動優(yōu)化，是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)維護、優(yōu)化手段的有力補充。

定向遷移技術(shù)基本結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 定向遷移技術(shù)基本結(jié)構(gòu)圖

各模塊工作原理：

呼叫記錄備份模塊可以記錄Pool內(nèi)各MSC上用戶發(fā)起的呼叫記錄，對記錄進行分類、存儲，主要將呼叫記錄中的主、被叫號碼及被歸屬MSCID進行分揀并以MSC為單位進行存儲；

呼叫記錄處理模塊對備份模塊存儲的各MSC的呼叫記錄進行規(guī)則判斷，判斷規(guī)則解釋如下，以存儲的MSC1的用戶數(shù)據(jù)處理為例：

首先對被叫號碼進行判斷，若為非MSC1下用戶，則繼續(xù)判斷是否為本Pool內(nèi)用戶。該模塊中建立有各Pool內(nèi)各MSC的MSCID信息表，根據(jù)該信息表，可以進行本局和本Pool的判定。

規(guī)則判斷模塊對用戶遷移列表中的記錄進行處理，對同一用戶的同一被叫號碼的多條記錄進行合并，并記錄合并次數(shù)，當(dāng)合并次數(shù)達到遷移門限時，啟動用戶定向遷移模塊；

用戶定向遷移模塊具有用戶遷移規(guī)則判定和遷移規(guī)則執(zhí)行功能。用戶遷移規(guī)則判定如下：

（1）主、被叫用戶只要做過一次遷移，對主、被叫均打上遷移凍結(jié)標簽，在一個設(shè)定時期內(nèi)不允許對這些用戶進行遷移，該規(guī)則可以規(guī)避用戶被循環(huán)遷移的風(fēng)險；

（2）對于遷移目標MSC的容量進行判斷，計算遷移后目標MSC的VLR占用率，若占用率達到一定門限如70%，則減少遷移用戶數(shù)，直到遷移后目標MSC占用率小于或等于70%；

（3）進行遷移時間段控制，在網(wǎng)絡(luò)最閑時、MSC用戶數(shù)量最穩(wěn)定時間段內(nèi)進行用戶遷移，該時間段可以進行設(shè)定。

當(dāng)上述3個條件均滿足時，啟動用戶遷移，系統(tǒng)向Pool內(nèi)各MSC下發(fā)用戶遷移指令，根據(jù)用戶遷移列表中的用戶號碼和MSCID的對應(yīng)關(guān)系，向Pool內(nèi)對應(yīng)的MSC發(fā)起用戶定向遷移，將列表中的用戶定向的遷移到被叫所在MSC下，從而實現(xiàn)主被叫歸屬同一MSC，變局間呼叫為局內(nèi)呼叫。

系統(tǒng)工作流程圖如圖2所示。

實現(xiàn)步驟:

步驟1：呼叫記錄備份模塊定期（該時間可以設(shè)定）從Pool各MSC的呼叫記錄存儲單元下載呼叫記錄，將呼叫記錄下載到本地數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

步驟2： 本地數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對記錄進行分類、存儲，主要將呼叫記錄中記錄的主、被叫號碼及被叫號碼歸屬MSCID進行分揀并以MSC為單位進行存儲。

圖2 系統(tǒng)工作流程圖

步驟3：呼叫記錄處理模塊對備份模塊存儲的各MSC的呼叫記錄進行規(guī)則判斷，判斷規(guī)則解釋如下，以存儲的MSC1的用戶數(shù)據(jù)處理為例：

（1）呼叫記錄處理模塊中建立各Pool內(nèi)各MSC的MSCID信息表，根據(jù)該信息表，可以進行本局和本Pool的判定。首先對被叫號碼進行判斷，若為非MSC1下用戶，則繼續(xù)判斷是否為本Pool內(nèi)用戶，否則忽略該記錄。

（2）繼續(xù)判斷呼叫記錄中的被叫號碼歸屬MSCID(根據(jù)呼叫記錄中的漫游號碼得到)，是否是本Pool內(nèi)MSC的MSCID，若不是本Pool內(nèi)MSC的MSCID，則忽略該記錄。

（3）對于判定屬于非本局但屬于本Pool的呼叫，則記錄該主叫用戶號碼和被叫歸屬MSCID信息，并將記錄保存到用戶遷移列表中。

步驟4：規(guī)則判斷模塊對用戶遷移列表中的記錄進行處理，對同一用戶的同一被叫號碼的多條記錄進行合并，并記錄合并次數(shù)，當(dāng)合并次數(shù)達到遷移門限時，啟動用戶定向遷移模塊。

步驟5：用戶定向遷移模塊具有用戶遷移規(guī)則判定和遷移規(guī)則執(zhí)行功能。用戶遷移規(guī)則判定如下：

（1）主、被叫用戶只要做過一次遷移，對主、被叫均打上遷移凍結(jié)標簽，在一個設(shè)定時期內(nèi)不允許對這些用戶進行遷移，該規(guī)則可以規(guī)避用戶被循環(huán)遷移的風(fēng)險。

（2）對于遷移目標MSC的容量進行判斷，計算遷移后目標MSC的VLR占用率，若占用率達到一定門限如70%，則減少遷移用戶數(shù)，直到遷移后目標MSC占用率小于或等于70%。

（3）進行遷移時間段控制，在網(wǎng)絡(luò)最閑時、MSC用戶數(shù)量最穩(wěn)定時間段內(nèi)進行用戶遷移，該時間段可以進行設(shè)定。

步驟6：當(dāng)上述3個條件均滿足時，啟動用戶遷移，系統(tǒng)向Pool內(nèi)各MSC下發(fā)用戶遷移指令，根據(jù)用戶遷移列表中的用戶號碼和MSCID的對應(yīng)關(guān)系，向Pool內(nèi)對應(yīng)的MSC發(fā)起用戶定向遷移，將列表中的用戶定向的遷移到被叫所在MSC下，從而實現(xiàn)主被叫歸屬同一MSC，變局間呼叫為局內(nèi)呼叫。

4 技術(shù)創(chuàng)新

（1） “一種定向遷移的方法和定向遷移設(shè)備” 已獲得國家專利申請?zhí)枴?/p>

（2） 自主制定：信息捕獲和安全管控規(guī)則。

（3） 首創(chuàng)基于迭代算法的用戶遷移規(guī)則：通過對遷移標志和索引的二元疊代算法確定遷移方向和頻次。

（4） 安全機制：設(shè)定基于容量和時間段的觸發(fā)門限，保證遷移的安全性和可控性。

5 方案效益

該方案以解決MSC Pool技術(shù)應(yīng)用后出現(xiàn)的局間呼叫量增加問題為目標，通過自主研發(fā)，利用定向遷移技術(shù)實現(xiàn)變局間呼叫為局內(nèi)呼叫，從根源解決了MSC Pool技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中的難題。系統(tǒng)投入使用后，有效減少局間呼叫量30%～50%，實現(xiàn)縮短呼叫接續(xù)時延約20%、提升話音MOS值約15%、可以節(jié)省MGW相關(guān)資源約40%；同時簡化了信令和話音流程、減少了呼叫過程的故障點，為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升、用戶感知提升和運維效率提升提出了一個新的思路和方向。

5.1 經(jīng)濟效益

系統(tǒng)可節(jié)省40%MGW話音處理板資源和30%編解碼器資源；按單設(shè)備8個話音處理板和編解碼器，每單元6萬計算，全省166套MGW,共可產(chǎn)生166×0.4×10×2×6萬=6 374萬元。

5.2 社會效益

系統(tǒng)可以有效彌補MSC Pool技術(shù)的天然劣勢，解決組Pool后局間呼叫量倍增導(dǎo)致的呼叫時延長和話音質(zhì)量下降問題，可以使用戶的網(wǎng)絡(luò)感知得到明顯改善，帶來的社會效益不可估量。

（1） 系統(tǒng)的呼叫記錄分析模塊可利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或利用辦公軟件實現(xiàn)，實施手段靈活。

(2) 系統(tǒng)的定向遷移模塊可通過對設(shè)備發(fā)指令手工操作實現(xiàn)，也可利用設(shè)備自帶工具或網(wǎng)管工具實現(xiàn)，應(yīng)用方便。

(3) 系統(tǒng)中用到的定向遷移技術(shù)，適用于所有MSC Pool，不局限于廠家設(shè)備或組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，適用范圍廣泛。

(4) 系統(tǒng)中用到的專利是我們自主提出并實現(xiàn)的，用到都是開放的技術(shù)和規(guī)范，適用范圍廣，不局限于設(shè)備廠家和版本，具有較好的普適性。方案可實施性強，不需要對現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備升級改造、不需要投資新設(shè)備，具有良好的可推廣性和可操作性，為MSC Pool技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用解決了難題、鋪平了道路。