MSC Pool定向迁移技术研究及应用

宋亚丽

（中国移动通信集团公司河南有限公司，郑州 450008）

1 引言

中国移动作为河南省战略合作伙伴，始终坚持网络质量是企业生命线，为河南5 300万用户提供优质网络服务，助力中原崛起。为了进一步提高网络质量、均衡网络资源，提高网络抗压和抗风险能力，河南移动从2012年开始对核心网进行大规模组Pool改造，核心网组Pool后，可以提高网络容量、提升网络抗大话务量冲击能力，网络安全性和稳定性得到显著提升，为移动用户提供的通信保障更加可靠。然而，MSC Pool技术在现网大规模推广后，出现了跨局呼叫量剧增的问题，该问题会导致原局内呼叫变局间呼叫，从而出现用户呼叫时延增加、语音编解码次数增多导致语音质量下降等一系列问题。

2 MSC Pool技术特点及部署后产生的问题

MSC Pool技术的一大特点是用户均衡分发，即在同一个区域范围内的用户发起的移动业务会被均衡的分摊到MSC Pool内不同的交换设备（MSS）处理，这样就导致了大量地点固定及呼叫频次高的用户群尤其是家庭网和集团网用户，会被均衡的分发到Pool内多台MSS上，这部分人群间的呼叫将由原来的局内呼叫变为局间呼叫。经过我们的测算，组Pool后，局间呼叫量比组Pool前增加了60%。局间呼叫增多会导致呼叫建立时延长和语音编解码次数增多的问题，局间呼叫的呼叫建立时延平均比局内呼叫多1～1.5 s，同时局间呼叫的语音编解码次数比局内呼叫多2倍，导致语音MOS值平均下降0.3～0.5，这些问题会直接导致用户感知度下降，同时局间呼叫增多还会增加网络资源开销、增加故障点，导致维护成本上升。

3 MSC Pool中的定向迁移技术

MSC Pool的技术特点决定MSC Pool技术在部署后必然带来跨局呼叫增多的问题。为了解决此技术难题，我们研究了MSC Pool内用户呼叫模型，发现大量用户存在通信地域固定，通信范围固定的特点，由此我们提出了基于用户行为的定向迁移技术。该技术根据用户呼叫行为对用户登记核心网元进行优化选择，同时利用二元迭代算法定位用户的迁移方向，通过安全控制策略，保证迁移的有效性和合理性，同时还根据时间和容量的二元判定规则制定迁移门限，保证迁移效果。定向迁移技术能够针对不同重点区域、重点集团等用户群，通过相关策略控制，将用户均衡迁移到同一台核心网元，从而实现缩短呼叫接续时延、提升MOS值、节省网络资源。定向迁移技术区别于已有的优化技术，将传统模式下对网络设备的监控维护转变为创新形式下基于用户感知的主动优化，是对现有网络维护、优化手段的有力补充。

定向迁移技术基本结构图如图1所示。

图1 定向迁移技术基本结构图

各模块工作原理：

呼叫记录备份模块可以记录Pool内各MSC上用户发起的呼叫记录，对记录进行分类、存储，主要将呼叫记录中的主、被叫号码及被归属MSCID进行分拣并以MSC为单位进行存储；

呼叫记录处理模块对备份模块存储的各MSC的呼叫记录进行规则判断，判断规则解释如下，以存储的MSC1的用户数据处理为例：

首先对被叫号码进行判断，若为非MSC1下用户，则继续判断是否为本Pool内用户。该模块中建立有各Pool内各MSC的MSCID信息表，根据该信息表，可以进行本局和本Pool的判定。

规则判断模块对用户迁移列表中的记录进行处理，对同一用户的同一被叫号码的多条记录进行合并，并记录合并次数，当合并次数达到迁移门限时，启动用户定向迁移模块；

用户定向迁移模块具有用户迁移规则判定和迁移规则执行功能。用户迁移规则判定如下：

（1）主、被叫用户只要做过一次迁移，对主、被叫均打上迁移冻结标签，在一个设定时期内不允许对这些用户进行迁移，该规则可以规避用户被循环迁移的风险；

（2）对于迁移目标MSC的容量进行判断，计算迁移后目标MSC的VLR占用率，若占用率达到一定门限如70%，则减少迁移用户数，直到迁移后目标MSC占用率小于或等于70%；

（3）进行迁移时间段控制，在网络最闲时、MSC用户数量最稳定时间段内进行用户迁移，该时间段可以进行设定。

当上述3个条件均满足时，启动用户迁移，系统向Pool内各MSC下发用户迁移指令，根据用户迁移列表中的用户号码和MSCID的对应关系，向Pool内对应的MSC发起用户定向迁移，将列表中的用户定向的迁移到被叫所在MSC下，从而实现主被叫归属同一MSC，变局间呼叫为局内呼叫。

系统工作流程图如图2所示。

实现步骤:

步骤1：呼叫记录备份模块定期（该时间可以设定）从Pool各MSC的呼叫记录存储单元下载呼叫记录，将呼叫记录下载到本地数据库系统。

步骤2： 本地数据库系统对记录进行分类、存储，主要将呼叫记录中记录的主、被叫号码及被叫号码归属MSCID进行分拣并以MSC为单位进行存储。

图2 系统工作流程图

步骤3：呼叫记录处理模块对备份模块存储的各MSC的呼叫记录进行规则判断，判断规则解释如下，以存储的MSC1的用户数据处理为例：

（1）呼叫记录处理模块中建立各Pool内各MSC的MSCID信息表，根据该信息表，可以进行本局和本Pool的判定。首先对被叫号码进行判断，若为非MSC1下用户，则继续判断是否为本Pool内用户，否则忽略该记录。

（2）继续判断呼叫记录中的被叫号码归属MSCID(根据呼叫记录中的漫游号码得到)，是否是本Pool内MSC的MSCID，若不是本Pool内MSC的MSCID，则忽略该记录。

（3）对于判定属于非本局但属于本Pool的呼叫，则记录该主叫用户号码和被叫归属MSCID信息，并将记录保存到用户迁移列表中。

步骤4：规则判断模块对用户迁移列表中的记录进行处理，对同一用户的同一被叫号码的多条记录进行合并，并记录合并次数，当合并次数达到迁移门限时，启动用户定向迁移模块。

步骤5：用户定向迁移模块具有用户迁移规则判定和迁移规则执行功能。用户迁移规则判定如下：

（1）主、被叫用户只要做过一次迁移，对主、被叫均打上迁移冻结标签，在一个设定时期内不允许对这些用户进行迁移，该规则可以规避用户被循环迁移的风险。

（2）对于迁移目标MSC的容量进行判断，计算迁移后目标MSC的VLR占用率，若占用率达到一定门限如70%，则减少迁移用户数，直到迁移后目标MSC占用率小于或等于70%。

（3）进行迁移时间段控制，在网络最闲时、MSC用户数量最稳定时间段内进行用户迁移，该时间段可以进行设定。

步骤6：当上述3个条件均满足时，启动用户迁移，系统向Pool内各MSC下发用户迁移指令，根据用户迁移列表中的用户号码和MSCID的对应关系，向Pool内对应的MSC发起用户定向迁移，将列表中的用户定向的迁移到被叫所在MSC下，从而实现主被叫归属同一MSC，变局间呼叫为局内呼叫。

4 技术创新

（1） “一种定向迁移的方法和定向迁移设备” 已获得国家专利申请号。

（2） 自主制定：信息捕获和安全管控规则。

（3） 首创基于迭代算法的用户迁移规则：通过对迁移标志和索引的二元叠代算法确定迁移方向和频次。

（4） 安全机制：设定基于容量和时间段的触发门限，保证迁移的安全性和可控性。

5 方案效益

该方案以解决MSC Pool技术应用后出现的局间呼叫量增加问题为目标，通过自主研发，利用定向迁移技术实现变局间呼叫为局内呼叫，从根源解决了MSC Pool技术在现网应用中的难题。系统投入使用后，有效减少局间呼叫量30%～50%，实现缩短呼叫接续时延约20%、提升话音MOS值约15%、可以节省MGW相关资源约40%；同时简化了信令和话音流程、减少了呼叫过程的故障点，为网络质量提升、用户感知提升和运维效率提升提出了一个新的思路和方向。

5.1 经济效益

系统可节省40%MGW话音处理板资源和30%编解码器资源；按单设备8个话音处理板和编解码器，每单元6万计算，全省166套MGW,共可产生166×0.4×10×2×6万=6 374万元。

5.2 社会效益

系统可以有效弥补MSC Pool技术的天然劣势，解决组Pool后局间呼叫量倍增导致的呼叫时延长和话音质量下降问题，可以使用户的网络感知得到明显改善，带来的社会效益不可估量。

（1） 系统的呼叫记录分析模块可利用现有数据库系统或利用办公软件实现，实施手段灵活。

(2) 系统的定向迁移模块可通过对设备发指令手工操作实现，也可利用设备自带工具或网管工具实现，应用方便。

(3) 系统中用到的定向迁移技术，适用于所有MSC Pool，不局限于厂家设备或组网结构，适用范围广泛。

(4) 系统中用到的专利是我们自主提出并实现的，用到都是开放的技术和规范，适用范围广，不局限于设备厂家和版本，具有较好的普适性。方案可实施性强，不需要对现网设备升级改造、不需要投资新设备，具有良好的可推广性和可操作性，为MSC Pool技术的大规模应用解决了难题、铺平了道路。