浅谈软交换技术在WCDMA核心网中的研究与应用
2018-03-20黄伟安
黄伟安
(广东南方电信规划咨询设计院有限公司,深圳 518038)
在移动通信发展历程中,其最终目标为让所有人在任何地方、任何时刻都可以和其他人以任何方式完成通信工作。在1980年,第一代移动通信系统开始在商用中得到投入,在2017年,我国移动通信用户总数已经超过13.6亿,在未来发展中,软件换技术在WCDMA核心网中的研究与应用依然具有重要价值,可以促进我国移动通信事业的进一步发展。
1 软交换技术与WCDMA相关概述
1.1 软交换技术
所谓软交换技术,主要是一种业务/控制和传送/接入分离思想的具体体现,在NHN体系结构中,此种技术占有关键地位。在网络中,软交换技术所处位置和服务终端可以分为两种类型:(1)固定软交换。这种固定软交换主要指的是软交换设备作为当前固定电话网下一代核心交换设备给固定电话用户提供服务。(2)移动软交换。主要指的是软交换设备作为移动端局MSC给移动用户提供给服务,可以让HLR的直接访问得以实现。移动软交换兼具固定软交换多种功能,同时具有移动管理功能。
移动软交换技术特点主要可分为三个方面:(1)控制面和用户面分离,这种特点可以保证控制面MSC Server容量相对原交换机具有大幅提升,可以对省会和地区中心机房进行集中放置,在各个本地网中放置负责交换的MGW;(2)符合电信网络全IP发展趋势,与此同时,还能让原TDM承载需要得到满足;(3)在对IP承载话音进行引入后,可以让话音承载平面化[1]。
1.2 WCDMA
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), 宽 带分码多工存取,其源于欧洲和日本等多个地区技术的融合,是从GSM网络演进变化而形成的3G系统,此技术发展已经十分成熟,得到了全世界各个国家的广泛应用。
WCDMA是全球通信发展中第三代移动通信体制之一,WCDMA系统属于IMT-2000家族,组成部分包含了核心网、UMTS陆地无线接入网以及用户装置。其中UMTS陆地无线接入网以及用户装置均利用WCDMA无线接入技术。WCDMA核心网在移动通信3G时代占有重要地位,而在未来5G核心网的发展中,其聚合接入多种技术,其中就包含了Wi-Fi、LTE、5G以及WCDMA,通过这些技术的集合,可以让客户通信解决方案变得更为高效、统一,可以让动态响应时间得到缩短,保证用户具有高水平、高质量通信体验。而在WCDMA核心网中,应用软交换技术具有十分显而易见的优势,其主要体现在五个方面:(1)可以让投资与维护成本得到降低;(2)采用分布式交换,可以让运用商费用降低;(3)开放智能业务不必针对所有MSC升级;(4)可以让固定和移动核心网得到有效融合;(5)具有统一API接口,具有灵活性、高效性与开放性。
2 软交换技术在WCDMA核心网中的应用
2.1 项目概述
以我国某市的联通移动核心网软交换项目为例,探讨软交换技术在WCDMA核心网中的应用方法。在该项目中,其新建了6个软交换端局,以为GSM网络、WCDMA核心网提供服务,让原传统端局得到替代,拓展了MSC/VLR容量,新建了2套容灾MSC Server、3套HLR设备、2对软交换关口局、一套GGSN与SGSN等设施,并添置了多种设备,结合科学的话路设计方案以及信令设计方案,保证了软交换技术的应用效果。
2.2 具体应用
2.2.1 方案设计
在话路设计方案中,在MSC12中,主要包含了两套MGW与一套MSC Server,将直达中继设置在MGW、BSC与RNC中,负责对Iu、A口进行资源管理。MGW之间直达中继的设置可以让本局不同MGW话务得以疏通,而T局中直达中继的设置可以让省内、省外长途话路得到实现;在关口局的设置可以让其和PSTN进行疏通;在本地交换MSC与MGW之间直达中继的设置可以让本地他局话务得以疏通,利用TMSC可以让其和传统MSC之间进行转接。
在信令设计方案中,在MGW启用SG功能,利用M3UA协议方式,在BSC A口信令和MSC Server、RNC Iu口信令以及其他GMSC/MSC信令中利用MGW完成SG处理工作。在LSTP和MSC Server之间利用2M信令直连方法。在Mc口IP承载设计方案中,利用IP承载方式,可以让MGW和MSC Server的SIGTRAN协议、H.248协议得到疏通。
2.2.2 割接准备工作
在割接准备工作中,首先需要根据新建局数据配置方案,完成端局信令点、GT数据、偶联、号码分析等基本局数据配置工作;其次,需要依照对接测试方案,对中继线路与信令链路对接测试工作予以完成;然后,需要进行网管测试、计费测试,对计费话单采集与准确性测试工作予以完成;之后,需要利用语音拨测表进行语音测试;对端局工程设备进行测试和验收;接着,需要对主备Server进行倒换测试,对割接前传输电路进行调整,完成布放2M线测试,制作中继数据;最后,需要制作无线数据[2]。
2.2.3 系统实现及测试
在系统实现中,主要可分为三个基本步骤:(1)需要对BSC数据进行修改,修改对端交换信令点为新建局MGW信令点,之后完成全国联调工作,根据拨测表开展全网业务测试,在测试通过后方可入网;(2)为确保VLR数据库与割接后用户附着具有一致性,需要针对HLR完成HLR RESET操作工作,重启MSC VLR;(3)之后需要进行计费验证与系统检查工作,确保系统构建有效性。
在系统测试中,主要包含两个方面:(1)设备功能测试。在此测试中,主要需要进行设备硬件测试、系统功能测试、业务功能测试与联网、数据检查测试。在设备硬件测试中,需要完成设备单板加载、复位与倒换测试,需要完成各个处理模块阀值与占用性测试,需要完成系统通信物理端口连接正确性测试以及重启测试;在系统功能测试中,需要测试人机接口安全性、信令跟踪管理以及时钟同步性能;在业务功能测试中,需要测试呼叫处理功能、媒体控制功能、安全保密功能以及移动性管理功能等;在联网、数据检查测试中,需要进行网管系统接口测试、路由测试、计费系统接口测试以及计费话单测试等。(2)拨打测试。在拨打测试中,主要包含本地业务测试与漫游业务测试。在本地业务测试中,主要包含了互通测试、省际互通测试;在漫游业务测试中,主要包含了省际漫游短信测试、基本语音主叫测试、漫游分组域业务测试、省际漫游可视电话业务主叫测试等。
2.2.4 效果分析
在改造工作完成后,在软交换端局上,其网元包含MSC7、MSC8、MSC9、MSC10、MSC11、MSC12,设备最大容量合计为540万,3G容量合计为152万,现网容量为530万,在软交换容灾Server设置中,其网元包含容灾Server1和容灾Server2,设备厂家分别为中兴及华为,可以保证设备生产质量,现网容量分别为105万与84万,其中3G容量分别为30万、24万。
在该项目建设完成后,其在当年十一期间忙时,交换机话音BHCA负荷比是14.02%、VLR利用率是31.07%、VLR登记用户数达到122.1万户、A接口话务量(Erl)为19015、每VLR用户话务量(Erl)达到0.0156、短消息收发次数为280.9万次。在改造工程完成后,各个核心网设备容量设置、总体网络组织架构、建网模式、容量配比设计均具有较高合理性,其核心网系统容量可以满足当年移动业务发展需求,且具有后续网络扩展能力[3]。
在核心网网络组织中,当地连通核心网利用此软交换技术,在电路域端局设备应用了软交换架构,通过这种大本地网模式建网,其具有相对较少的软交换端局数量,和利用汇接网元转接方案进行对比,发现网状网可以让居间转接信令与话务得到有效减少,利用中继链路,此软交换端局MCW设备间可以得到网状网互联,可以让现网话务疏通要求得到满足;与此同时,将中继链路与直达中继设置在各个软交换端局MCW和现网3对关口局之间,开展软交换改造工作,此网络组织结构具有后续网络扩展能力。在未来发展中,依托此改造工程,当地逐渐完成了移动核心网电路域全IP化的改造工作,且完成了移动与固定语音网关口局融合优化工作。
3 结束语
综上所述,结合实际情况,利用科学的话路设计方案、信令设计方案,完成割接准备工作、SC数据修改工作以及系统测试等工作,可以让软交换技术在WCDMA核心网中得到合理应用,可以让移动业务发展需求得到满足,让后续网络扩展得到支持,这对于我国移动通信的未来发展具有重要意义。