WCDMA系统核心网优化策略

2010-06-15刘文娟

河北水利电力学院学报 2010年3期

刘文娟

(中国联通沧州分公司,河北沧州 061000)

近年来,伴随着3G网络的日趋完善,移动通信网络结构和配置都发生了很大的变化,这就要求运营商不断改进核心网的优化策略,从而保持网络质量和性能的稳定,降低客户投诉,为新建的3G网络吸引更多用户。

1 WCDMA系统核心网络的优化原则

根据全球其他国家和地区的 3G商用经验,运营商不但需要在3G建网初期就进行核心网的全面优化,在网络发展的不同阶段,还需要针对网络出现的问题和市场策略对核心网进行持续的针对性的优化,只有这样才能让网络始终处于健康的发展状态,移动通信从 2G迈进到 3G,无论从网络结构还是设备性能都发生了巨大变化,2G的 GSM网络主要以满足话音用户为主,即使升级到 2.5G的GPRS,也只是在承载话音业务的空闲,承载少量的中低速数据业务,而WCDMA网络则主要按照承载多媒体数据业务进行设计,图1为 GSM系统与WCDMA系统的网络结构图。

通过图1发现,移动通信进入3G以后,其设备发生了以下变化：

1)3G网络用 MSC Server(媒体网关控制器)和 MGW(媒体网关)取代原有的MSC设备,实现了控制和承载的分离,便于控制管理和升级。同时MSC Server可以同时下挂多个M GW,节约投资成本。新增了 Nc、Mc、Nb接口及相应的 BICC和 H.248等协议。 MGW采用就近原则,处于接入层,与 RNC和 IP承载网都具有接口,功能相对简化,而MSC Server则集中设置,由于具有大处理能力,使得适应业务平台等的集中设置成为可能,与 IP承载网也具有接口;

2)另一个区别是软交换汇接网可采用 IP等承载方式。MGW和MSC Server都提供了与 IP承载网的接口,具备向 R5版本演进的硬件要求,为将来全网IP化打下基础;

3)3G网络环境下,与软交换网络设备相连的设备发生了变化,即无线接入网部分由 BSC转换为 RNC,以及相关设备(如 HLR、RNC)的功能发生迁移、处理流程和技术发生变更(如鉴权的能力、位置和过程)。

设备变化导致网络发生相应变化。在采用承载与控制分离的软交换技术以后,由于MGW和MSC Server之间的分离,MGW功能的简化以及二者之间只传送信令,使得网络结构按照 MGW就近接入,MSCServer按照“少局所、大容量”的分布式方式进行组网。

相对于 GSM核心网的维护,3G核心网依据自身网络结构、组网方式将采用集中维护方式。采用集中维护的另一个原因是在软交换架构下,交换网络业务处理集中,业务的相关功能均体现在 MSC Server上,HLR、SCP、BOSS等相关设备都与 MSC Server相连,由 MSC Server进行相关的处理和管理,因此维护和管理操作也集中在M SC Server上实现。

网络的发展是以业务发展为目的的,3G到来,现有网络承载的业务进一步加强,增加了以可视电话、LCS等为代表的全新业务,这些业务在功能、实施以及涉及的设备上将与传统业务有较大区别,业务将体现出更大的灵活性,这些都对网络维护和优化提出了更高的要求。

2 WCDMA核心网络的优化

随着3G网络的正式商用,为进一步提高网络质量,打造精品网络,核心网优化工作需要从系统性、全面性上进行评估、分析、优化。核心网优化工作并不是仅仅对核心网本身进行优化,而需要全面分析核心网的性能、失败信息、告警、信令等信息,找出覆盖系统所有设备,包括核心网元、无线网元,再到手机终端存在的问题,并提出解决和优化方案。WCDMA核心网优化内容主要包含：核心网网络配置分析优化、网络整体性能评估和优化、网络安全评估和优化、网络质量评估和优化、核心网与其他业务网络及终端配合分析等。

2.1 WCDM核心网网络配置分析优化

对 WCDMA网络各网元承载能力和负荷分析,对核心网的设备,包括 MSCSERVER、MGW、HLR、SGSN、GGSN、路由器、交换机、防火墙,以及设备上各种接口进行性、容量、参数配置的分析,对其中存在的问题提出解决方案。了解资源与话务的匹配情况,根据话务的变化趋势及时调整资源,在提高设备利用率的同时指导网络资源的合理配置使用,为承载更多用户、更复杂的数据业务做好准备。

2.2 WCDMA网络整体性能分析和优化

从WCDMA网络结构可以看出,核心网优化主要分为电路域(CS)及分组域(PS)两部分,电路域核心网网络优化的目的是通过对电路域核心网全面分析,得出网络现状模型,识别和分析网络瓶颈,容量浪费,负载分担状况,找出问题和网络表现不佳的部分,优化改进以提高网络性能和终端用户满意度。

2.2.1 电路域核心网网络优化

电路域核心网优化组成有：网络性能调查、网络阻塞分析、信令网分析、业务路由分析、网络负载观察、网络同步规划回顾等各项分析报告及相关的优化建议。WCDMA电路域移动应用业务的优化是对基于WCDMA网络的各种不同应用,进行端到端性能检测;发现业务性能不好的环节,找出不同业务和不同手机终端的关系,提高业务性能(速度、时延等)的方法。

2.2.2 分组域核心网网络优化

分组域核心网网络优化的目的是分析分组网络性能,得出网络现状模型,识别和分析网络瓶颈,容量浪费,负载分担状况,找出问题和网络表现不佳的部分,优化改进以提高网络性能和终端用户满意度。

分组域核心网分析由以下几部分组成：网络拓扑性能优化、分组核心网络配置分析、分组核心网络性能调查和分析、设备和业务容量分析、分组核心网络安全性分析、业务模型分析等以上部分的分析报告及相关的分析和优化建议。

WCDMA分组域移动业务应用性能分析的目的是对基于WCDMA网络的各种不同应用,进行端到端性能检测;研究分析现在的3G系统针对不同的应用,是否支持既有的 QoS需求,如带宽、时延、抖动、包丢失率等。假如特定问题被发现,则更深一步的优化工作就相应展开。发现业务性能不好的环节,找出不同业务和不同手机终端的关系,提高业务性能(速度、时延等)的方法。

WCDMA系统交换网络的优化工作既有电信网的特点,又有IP网络的特点。通过核心网网元参数优化、核心网信令参数优化、IP承载网优化等手段实现电路域、分组域的综合持续优化。

2.3 WCDMA网络安全评估和优化

相对于2G网络,3G网络中承载了丰富的3G业务,其中相当部分是凭借3G的高可靠性和安全性才得以发展的,因此,在 3G网络当中,对安全性的要求更高、更苛刻。

由于WCDMA软交换网络采用呼叫与承载控制相分离的技术,网络设备的处理能力有了很大的提高。可以处理更多的话务和承载更多的业务负荷,但随之而来是安全问题,因此相关设备的安全和网络冗余也变得更为重要。目前,各厂商普遍支持软交换设备间的双归属和N+1备份模式,实现设备的冗余和安全保障。要实现双归属和N+1备份,前提是有软交换设备间的通信保障和数据一致性保障。

通过网络安全性分析,可以评估当前网络安全性的状况,并对发现的网络漏洞或隐患进行修补,从而提高网络的整体安全性。