CSFB用戶增加對(duì)SGS接口信令負(fù)荷的影響研究

張巍山

【摘要】 CS Fallback語(yǔ)音業(yè)務(wù)，是一種協(xié)議規(guī)定的電路域回落語(yǔ)音解決方案，CSFB技術(shù)適用于2G/3G電路域與TD-LTE的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋的場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在部署IMS系統(tǒng)初期，能有效利用現(xiàn)有CS網(wǎng)絡(luò)投資，本文基于此場(chǎng)景分析LTE用戶的增加對(duì)SGS接口信令負(fù)荷的影響，核算CS域的設(shè)備處理能力，安全保障LTE用戶的增加對(duì)CS域設(shè)備的信令沖擊，保證現(xiàn)網(wǎng)CS域設(shè)備安全運(yùn)營(yíng)。

【關(guān)鍵詞】 CSFB SGS接口

一、LTE網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音的CSFB實(shí)現(xiàn)原理

為實(shí)現(xiàn)CSFB，需要在MME和3G/2G網(wǎng)絡(luò)的MSC設(shè)備之間建立SGs接口。SGs關(guān)聯(lián)在CSFB技術(shù)中起著橋梁作用，能夠?qū)蓚€(gè)不同的系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)用戶在不同系統(tǒng)間的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)。所謂為用戶建立了SGs關(guān)聯(lián)，就是在VLR中保存了用戶的MME的地址，而同時(shí)也在MME中保存了用戶的VLR的地址。

支持CSFB的終端必須具有多模能力，既能通過(guò)E-UTRAN接入到EPC，也能通過(guò)GERAN/UTRAN接入到CS域。具有CSFB能力的終端必須能夠執(zhí)行聯(lián)合的RAU/LAU附著、位置更新和去附著程序。原有3G/2G網(wǎng)絡(luò)中的MSC為支持CSFB功能，需要新增到MME的SGs接口，支持SGs協(xié)議棧，維護(hù)SGs關(guān)聯(lián)；并且在SGs接口和Iu/A接口并行地尋呼用戶，支持和MME的聯(lián)合移動(dòng)性管理等功能。對(duì)于原有3G/2G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線子系統(tǒng)（基站、基站控制器），需要增加LTE的鄰小區(qū)配置，為讓終端在CSFB到3G/2G網(wǎng)絡(luò)后的語(yǔ)音業(yè)務(wù)結(jié)束后，盡快回到LTE網(wǎng)絡(luò)。

二、SGS接口實(shí)現(xiàn)功能

CS Fallback特性中，最主要的接口是SGs接口，它是MME和MSC Server之間的接口，用來(lái)處理EPS和CS域之間的移動(dòng)性管理和語(yǔ)音業(yè)務(wù)尋呼。SGs接口中，SGsAP（SGs Application Part）作為SGs的應(yīng)用層協(xié)議。SCTP協(xié)議作為傳輸層協(xié)議，用于保證傳輸?shù)目煽啃?。該接口可?shí)現(xiàn)功能如下：

1、移動(dòng)性管理：SGs接口類似于3G的Gs接口，通過(guò)該接口可以完成聯(lián)合附著、聯(lián)合位置更新、IMSI/EPS detach功能。

2、語(yǔ)音尋呼：UE的主叫業(yè)務(wù)不經(jīng)過(guò)SGs接口，因?yàn)?MME收到帶有UE發(fā)送的CSFB標(biāo)識(shí)（指示回落）后，直接通過(guò)eNodeB指示UE回落到CS域。當(dāng)UE有被叫業(yè)務(wù)時(shí)，Paging消息經(jīng)CS發(fā)送到MME，由MME發(fā)起回落流程。被叫回落流程和主叫回落流程類似。

三、SGS接口負(fù)荷分析統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過(guò)對(duì)某省移動(dòng)公司CS域現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的壓力測(cè)試情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，SGS接口測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

根據(jù)SGS接口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，愛(ài)立信、華為、諾西設(shè)備測(cè)試時(shí)極限處理能力與廠家提供的理論值一致，但是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：信令沖擊系數(shù)對(duì)MSC進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)目前愛(ài)立信和華為SGS接口MSC處理能力不足以承受類似最大場(chǎng)景的信令沖擊。

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)最大場(chǎng)景時(shí)的信令沖擊，得出SGS接口容災(zāi)系數(shù)公式：？= （24184（沖擊量））/（249013（用戶數(shù)））≈0.097，通過(guò)用戶數(shù)和容災(zāi)系數(shù)可計(jì)算出SGS接口極限信令沖擊量，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的情況，可計(jì)算出現(xiàn)網(wǎng)SGS接口和POOL內(nèi)SGS接口全開時(shí)對(duì)每個(gè)MSC的極限信令沖擊量；通過(guò)對(duì)比單局點(diǎn)實(shí)際最大處理能力和極端場(chǎng)景信令沖擊量，根據(jù)分析可知華為、愛(ài)立信硬件平臺(tái)在雙SGS接口和SGS接口全開時(shí)都不能滿足極端場(chǎng)景下的信令沖擊需求。

四、后續(xù)建議

隨著日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求和設(shè)備的老舊，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備將會(huì)承受越來(lái)越大的壓力，基于現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際情況，主要在現(xiàn)有硬件條件下進(jìn)行改造和擴(kuò)容，對(duì)SGS接口數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)容；所有交換機(jī)開啟SGS接口仍然不能應(yīng)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)極端情況下的信令沖，設(shè)備處理能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)網(wǎng)需求，建議將SGS接口SERVER的硬件平臺(tái)進(jìn)行替換。