移动通信工程设计中移动交换机处理能力的计算方法

秦 敏



移动通信工程设计中移动交换机处理能力的计算方法

秦 敏

广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510000

交换机由三个主处理器节点协同工作，即交换控制处理器（SCP）节点，数据库处理器（DBP）节点和信道协调处理器（CCP）节点，这三个处理器节点的处理能力决定了EMX—500交换机的处理能力。EMX—50。交换机每处理一次呼叫，都占用三个处理器节点的不同处理量。基于此，简单讲述了移动交换机系统的计算方法。

移动交换机；处理能力；计算方法

引言

系统设计和系统配置的任务是在一定的话务模型下，如何让系统的各个功能块相互配合，在系统所设计容量的范围内，安全可靠的运行。通常，我们用BHCA来度量交换机的处理能力，但对于移动交换机而言，仅用BHCA来衡量、比较是不全面的。本文认为应该考虑用单位时间内处理Transaction（事务处理）的能力来度量移动交换机的处理能力。

1 移动通信系统中的移动交换机的概述

1.1 移动通信系统的组成

数字移动通信系统，如GSM，CDMA系统在系统结构上基本类似。在此以GSM系统为例说明数字移动通信系统的典型结构。

其主要组成功能实体如下：

（1）移动台（MS）：移动通信网中用户使用的设备。

（2）基站子系统（BSS）：通过无线接口与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。同时和MSC相连，实现移动用户和固定用户之间或移动用户之间的通信管理。基站子系统包括基站（BTS）、基站控制器（BSC）两部分。

（3）操作支持系统（OSS）：提供运营部门来控制和维护网络[1]。

（4）网络子系统（NSS）：又被称为核心网部分，主要完成通信管理和移动性管理。

1.2 移动交换机通信管理功能

当移动用户在接入信道上向另一个移动用户或者固网用户发起呼叫时，或者当固网用户呼叫移动用户时，网络要为用户呼叫配置所需的控制信道和业务信道，指定和控制发射机的功率，进行设备和用户的识别和鉴权，完成无线链路和地面线路的连接和交换，最终建立起主叫用户和被叫用户之间的通信链路[2]。这个呼叫接续过程称为移动交换机的通信管理功能，也是本文讨论的重点所在。具体过程如下：

（1）移动台做主叫。首先，移动台通过随机接入控制信道向网络发接入请求消息，向移动交换机获取专用控制信道。移动交换机从VLR获取相关信息鉴权，鉴权成功后，移动交换机控制基站分配无线信道。这样，无线链路和地面有线链路建立。随后，移动台向网路发第一条消息，即接入请求消息，其中包含被叫号码。移动交换机根据此号码将主叫与被叫所在移动交换机连通，并将被叫号码送至被叫所在移动交换机或送入固定网交换机中进行分析。一旦通往被叫的链路准备好，移动台等待被叫的应答信号。（2）移动台做被叫。若固网用户的入呼叫，首先呼叫会到达GMSC（关口交换局）。而移动用户发起的呼叫，呼叫会到达其所在的移动交换机。GMSC或者移动交换机向HLR询问有关被叫移动客户正在访问的移动交换机地址。HLR请求拜访VLR分配漫游号码传给GMSC，GMSC便利用漫游号码路由建立至被访移动交换机的通路。不管被叫是否漫游，都需要有先去HLR获取漫游号码的过程，哪怕被叫和主叫处在同一个移动交换机。被访移动交换机也从VLR获得有关客户数据，如寻呼区代码，然后通过寻呼区内的所有基站向移动台发送寻呼消息。直到移动台振铃，向主叫客户回送呼叫接通证实信号。

2 移动交换机系统处理能力的计算方法

2.1 假设模型

做如下的话务模型假设：移动用户平均忙时话务量：0.025 Erl/用户；每用户忙时试呼次数：1.5；BSC内切换次数：1次/呼叫；BSC间切换次数：0.2次/呼叫；预付费业务比率（主被叫比率1∶1）：0.2次/呼叫；短消息业务（收发比率1∶1）：0.2次/呼叫；每条七号信令链路负荷：0.2 Erl[3]。

2.2 计算结果

由于补充业务有很大的灵活性，仅分析了较多使用的呼叫等待、三方通话、呼叫前转和消息等待四种。下列的结果在基于上述业务模型假设的前提下，将这四种补充业务分别赋予20  %、20  %、30  %和30  %的权重，进行计算得出的。

2.2.1 系统设计容量的计算方法

我们可以看出在本文所假设的话务模型下，每用户忙时1.5BHCA对应于22个A接口Transaction和11个MAPTransaction。

系统总容量可以用式（1）和式（2）分别表示：

BHCA容量：用户数×1.5BHCA；Transaction容量（1）

用户数×（22个A接口Transaction+11个MAPTransaction）（2）

如希望进一步细分，我们还可以利用本小节前面所得出的数据，算出各个接口的Transaction数目。

显然，式（1）是传统的表示方法，它仅仅说明1.5 BHCA/用户时的总的BHCA值，而对其他移动性能的行为没有考量，所以只要每用户的BHCA条件不变，尽管其他条件发生变化时，系统所设计容量的BHCA值仍然不变；式（2）则是在综合的话务模型下得出的，只要话务模型中的任一条件发生变化，则A接口或MAP协议接口的Transaction数目便发生变化，从而影响系统的处理能力。所以，尽管每用户的BHCA不变，系统总的BHCA是恒量，但实际上业务结构——移动性管理行为的影响降低了系统的实际处理能力。

2.2.2 七号链路的计算方法

七号信令链路的计算方法，传统上是用Erlang来表示。但通常影响七号信令链路的不仅仅是流量的问题，而主要是七号信令链路处理器对Transaction的处理能力。如：A接口的算法各厂家均不相同，各厂家的计算结果往往有很大差别，实际限制因素在于各厂家七号信令处理机处理能力的限制，而非链路流量的。限制。所以建议各运营公司和设计单位重点调查各种不同移动交换机的七号信令链路处理器的Transaction的处理能力，因为消息长短的不同，直接影响着链路终端上处理器的处理能力。当消息较长时，七号信令链路上达到信令负荷极限时流过的消息较少，处理器处理的Transaction也较少；而当消息较短时，七号信令链路上达到信令负荷极限时流过的消息较多，处理器处理的Transaction也较多；这就容易形成瓶颈，产生故障隐患。所以消息长短不同时，对七号信令链路处理器的处理能力要求不同，单单考虑消息平均长度是不够的。事实上，目前在网上运行的系统出现的故障，往往是由于只考虑了Erlang，而未考虑Transaction的影响。所以本文的另一个观点是建议在对七号信令链路估量时，应综合考虑消息平均流量和Transaction。

3 结束语

系统配置的重要性不言而喻，本文所建议的系统处理能力与容量和七号信令链路的计算方法——式（2）是比较复杂的方法。它是在各种业务模型的详细设定后，仔细研究各种业务可能出现的流程下进行计算的。尽管这种计算方法的工作量较大，工作难度较高，但它能使各设备厂家所进行的很多不可见的计算结果被较透明地反映了出来，使网络运营商能更全面地比较各设备厂家的设备。

[1]王勇.未来移动通信基站体系结构——定性理论、方法与实践[D].北京：北京邮电大学，2010.

[2]康飞.我国国有电信业竞争对移动网络投资及效率影响研究[D].北京：北京邮电大学，2012.

[3]胡章丰.面向新型互联网架构的移动性管理关键技术研究[D].北京：北京邮电大学，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