移動通信工程設計中移動交換機處理能力的計算方法

秦 敏

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移動通信工程設計中移動交換機處理能力的計算方法

秦 敏

廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510000

交換機由三個主處理器節點協同工作，即交換控制處理器（SCP）節點，數據庫處理器（DBP）節點和信道協調處理器（CCP）節點，這三個處理器節點的處理能力決定了EMX—500交換機的處理能力。EMX—50。交換機每處理一次呼叫，都占用三個處理器節點的不同處理量。基于此，簡單講述了移動交換機系統的計算方法。

移動交換機；處理能力；計算方法

引言

系統設計和系統配置的任務是在一定的話務模型下，如何讓系統的各個功能塊相互配合，在系統所設計容量的范圍內，安全可靠的運行。通常，我們用BHCA來度量交換機的處理能力，但對于移動交換機而言，僅用BHCA來衡量、比較是不全面的。本文認為應該考慮用單位時間內處理Transaction（事務處理）的能力來度量移動交換機的處理能力。

1 移動通信系統中的移動交換機的概述

1.1 移動通信系統的組成

數字移動通信系統，如GSM，CDMA系統在系統結構上基本類似。在此以GSM系統為例說明數字移動通信系統的典型結構。

其主要組成功能實體如下：

（1）移動臺（MS）：移動通信網中用戶使用的設備。

（2）基站子系統（BSS）：通過無線接口與移動臺相接，負責無線發送接收和無線資源管理。同時和MSC相連，實現移動用戶和固定用戶之間或移動用戶之間的通信管理。基站子系統包括基站（BTS）、基站控制器（BSC）兩部分。

（3）操作支持系統（OSS）：提供運營部門來控制和維護網絡[1]。

（4）網絡子系統（NSS）：又被稱為核心網部分，主要完成通信管理和移動性管理。

1.2 移動交換機通信管理功能

當移動用戶在接入信道上向另一個移動用戶或者固網用戶發起呼叫時，或者當固網用戶呼叫移動用戶時，網絡要為用戶呼叫配置所需的控制信道和業務信道，指定和控制發射機的功率，進行設備和用戶的識別和鑒權，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]。這個呼叫接續過程稱為移動交換機的通信管理功能，也是本文討論的重點所在。具體過程如下：

（1）移動臺做主叫。首先，移動臺通過隨機接入控制信道向網絡發接入請求消息，向移動交換機獲取專用控制信道。移動交換機從VLR獲取相關信息鑒權，鑒權成功后，移動交換機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，移動臺向網路發第一條消息，即接入請求消息，其中包含被叫號碼。移動交換機根據此號碼將主叫與被叫所在移動交換機連通，并將被叫號碼送至被叫所在移動交換機或送入固定網交換機中進行分析。一旦通往被叫的鏈路準備好，移動臺等待被叫的應答信號。（2）移動臺做被叫。若固網用戶的入呼叫，首先呼叫會到達GMSC（關口交換局）。而移動用戶發起的呼叫，呼叫會到達其所在的移動交換機。GMSC或者移動交換機向HLR詢問有關被叫移動客戶正在訪問的移動交換機地址。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。被訪移動交換機也從VLR獲得有關客戶數據，如尋呼區代碼，然后通過尋呼區內的所有基站向移動臺發送尋呼消息。直到移動臺振鈴，向主叫客戶回送呼叫接通證實信號。

2 移動交換機系統處理能力的計算方法

2.1 假設模型

做如下的話務模型假設：移動用戶平均忙時話務量：0.025?Erl/用戶；每用戶忙時試呼次數：1.5；BSC內切換次數：1次/呼叫；BSC間切換次數：0.2次/呼叫；預付費業務比率（主被叫比率1∶1）：0.2次/呼叫；短消息業務（收發比率1∶1）：0.2次/呼叫；每條七號信令鏈路負荷：0.2?Erl[3]。

2.2 計算結果

由于補充業務有很大的靈活性，僅分析了較多使用的呼叫等待、三方通話、呼叫前轉和消息等待四種。下列的結果在基于上述業務模型假設的前提下，將這四種補充業務分別賦予20??%、20??%、30??%和30??%的權重，進行計算得出的。

2.2.1 系統設計容量的計算方法

我們可以看出在本文所假設的話務模型下，每用戶忙時1.5BHCA對應于22個A接口Transaction和11個MAPTransaction。

系統總容量可以用式（1）和式（2）分別表示：

BHCA容量：用戶數×1.5BHCA；Transaction容量（1）

用戶數×（22個A接口Transaction+11個MAPTransaction）（2）

如希望進一步細分，我們還可以利用本小節前面所得出的數據，算出各個接口的Transaction數目。

顯然，式（1）是傳統的表示方法，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，盡管其他條件發生變化時，系統所設計容量的BHCA值仍然不變；式（2）則是在綜合的話務模型下得出的，只要話務模型中的任一條件發生變化，則A接口或MAP協議接口的Transaction數目便發生變化，從而影響系統的處理能力。所以，盡管每用戶的BHCA不變，系統總的BHCA是恒量，但實際上業務結構——移動性管理行為的影響降低了系統的實際處理能力。

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處理能力的限制，而非鏈路流量的。限制。所以建議各運營公司和設計單位重點調查各種不同移動交換機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。當消息較長時，七號信令鏈路上達到信令負荷極限時流過的消息較少，處理器處理的Transaction也較少；而當消息較短時，七號信令鏈路上達到信令負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，目前在網上運行的系統出現的故障，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是建議在對七號信令鏈路估量時，應綜合考慮消息平均流量和Transaction。

3 結束語

系統配置的重要性不言而喻，本文所建議的系統處理能力與容量和七號信令鏈路的計算方法——式（2）是比較復雜的方法。它是在各種業務模型的詳細設定后，仔細研究各種業務可能出現的流程下進行計算的。盡管這種計算方法的工作量較大，工作難度較高，但它能使各設備廠家所進行的很多不可見的計算結果被較透明地反映了出來，使網絡運營商能更全面地比較各設備廠家的設備。

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

[2]康飛.我國國有電信業競爭對移動網絡投資及效率影響研究[D].北京：北京郵電大學，2012.

[3]胡章豐.面向新型互聯網架構的移動性管理關鍵技術研究[D].北京：北京郵電大學，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