MSC池

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MSC池(MSC in Pool)

　　MSC池是由3GPP規範定義的，在GSM/MSS/WCDMA系統的核心網路開發的一個特殊功能，能優化整個移動網路的組網。

　　MSCPool網路引入瞭如下一些關鍵技術。

　　a)非接人層節點選擇功能(NNSF)。用於為一個MS選擇服務的MSC節點。具有NNSF功能的網元可以是BSC／RNC，或是MGW。

　　b)網路資源標識(NRI)。唯一標識MSC節點，包含在TMSI／PTMSI中，1個池域內的所有節點的NRI長度相同。在池域重疊時，NRI唯一標識節點，此節點為所有疊加的區域服務

　　c)非廣播LAI。非廣播IAI屬特殊的LAI．與普通的LAI統一編碼，不需要在系統信息廣播消息中廣播。在Pool內進行負荷遷移的處理中，用於觸發MS重新發起位置更新。

　　d)Null—NRI。Null—NRI屬特殊的NRI，與普通的NRI統一編碼。在Pool內進行負荷遷移的處理中，用於指示NNSF功能網元依照負荷均衡的原則為MS新選可用的服務MSC節點。

　　e)虛擬MGW(VMGW)。1個物理MGW可以被劃分為多個虛擬的邏輯網關，每個VMGW都可以共用物理MGW資源。

　　MSC池技術主要涉及一個關鍵參數、一個關鍵功能節點。

　　1.關鍵參數

　　網路資源標識(NRI)用於唯一地標識池中的一個核心網節點(MSC或SGSN)，並且NRI的長度在一個池域中所有節點應該相同。當不同池域有重疊時，一個核心網節點可以分配多個NRI，但是NRI應該配置相同的長度。NRI是TMSI或P—TMSI的一部分，是由提供服務的核心網節點分配給手機的。

　　31—3O比特位：CS／PS標識位，用來表示TMSI是電路域還是分組域使用，即是TMSI還是P—TMSI。

　　29—25比特位：VLR重啟計數，是一個計數器，保證用戶在MSC重起後。移動網內MSC／VLR前後兩次分配的TMSI完全不同。

　　23—14比特位：NRI欄位。

　　其他比特位：UserID，是MSC用來分配給用戶的。

　　NRI具有靈活的長度分配，從0個比特到10個比特。0個比特表示不能使用Iu—Flex技術。NRI往往在TMSI和P—TMSI的23到l4比特位編碼，23位是NRI的高比特位。NRI的設置長度與網路容量規劃有密切的關係，具體見後面實際組網考慮章節。

　　2.關鍵功能節點

　　非接入層節點選擇功能(NNSF)是池技術的核心。其主要功能就是根據負載均衡機製為漫游進池內的MS分配一個服務的MSC／VLR，並用NRI標識這個MSC。

　　NAS功能一般存RNC實現(也可在BSC或MGW實現)。從信令消息的層面看，NAS功能將路由初始的非接入層的信令消息或者LLC幀，並從中推導出NRI，根據NRI獲得配置的核心網網元節點。在不同的接人方式下，NAS推導NRI的方法如下：

　　a)當UE從Iu口接人時，NAS從IDNNS欄位推導出NRI。

　　b)當MS從A口接人時，NAS從TMSI欄位推導出NRI。

　　當UE首次進入MSC池的服務區以後，先進行位置更新．NNSF節點(一般設在RNC／BSC)根據負載均衡原則將用戶的位置更新請求分配給池中的一個MSC伺服器．以保證池中所有的伺服器都負荷相當。該MSC伺服器為UE分配一個TMSI，TMSI欄位中包括用於標識該MSC的NRI。當用戶在MSC池內漫游時，將一直由這個MSC伺服器為其服務，直到用戶離開這個池的服務區域為止。當發起呼叫時，RNC／BSC會根據NRI將話務路由到對應的MSC，建立呼叫。當UE從一個池區域進入另一個池區域時，UE在新池區發起位置更新請求，攜帶著原來的TMSIo(orig一inalTMSI)和LAIo(originalLAI)NNSF由TMSIo算出NRI不在自己的池內，則在自己的池區內按負載均衡原則分配一個MSC為UE服務。這個新的MSC發現LAIo對應多個MSC．則再根據TMSIo算出NRIo，找到之前提供服務的唯一的MSC，並向該MSC索取用戶標識等信息。之後流程同通常流程。

　　MSC池為使資源能合理利用，就要根據負載均衡的原則，為每個MSC伺服器分配與之處理能力相匹配的請求任務量，避免池中某些伺服器負荷重，某些伺服器負荷輕。MSC池的負載均衡機制是在NNSF節點實現的。負載均衡演算法目前主要有兩類：

　　第一類演算法是靜態配置演算法。這一演算法是根據池內各伺服器的容量作為靜態分配因數的基數，併在NNSF內預先根據容量設定分配因數。例如，一個池內有4個MSC伺服器，容量分別為40萬、l0萬、60萬、30萬．則NNSF內設定的靜態分配因數比例為4：l：6：3。當有UE第一次進人池服務區時，NNSF按照預先已設定的靜態分配因數及VLR已登記用戶容量的情況分配當前負荷較輕的MSC伺服器為此用戶服務。靜態分配因數是預先配置在NNSF中，並保持不變，直到下次池進行擴容．人工根據新的容量配置靜態分配岡子。靜態配置演算法的優點在於將MSC的容量作為分配因數，演算法簡單，工程操作簡便，能保證VLR登記用戶數的均衡。但其缺點在於NNSF只能對用戶進入池時做識別，而當用戶離開池時卻不能感知。這樣一來，如果各伺服器下的用戶離開池的比例不均衡，且NNSF不能實時檢測伺服器的具體用戶數，則在靜態容量做分配因數的情況下，NNSF不能做到絕對的分配精準，只能做到大體上均衡。

　　第二類演算法是動態調配演算法。這一演算法是根據當前池內各Iu口(或A口)中繼占用情況或話務量做為分配參考。如NNSF每隔一段時間(假設30S)實時檢測Iu口中繼占用情況．若池中2個MSC到RNC之間電路總數均為100條，在檢測時中繼占用各為30條和50條，則NNSF節點此刻對新進入池的UE按照7：5的動態分配因數比例分配。NNSF每次檢測都要根據實際占用情況更新動態分配因數比例。

　　動態調配演算法的優點在於能夠根據系統的實時負荷進行系統內的均衡，在UE進出池較頻繁的情況下能依據Iu介面負荷實時調整動態分配因數，以儘量保證池內各MSC的負荷均衡。但這一演算法需要及時獲取各節點的負載信息，這將帶來額外的開銷，對NNSF的性能有較高的要求，同時對負載信息的處理演算法也會很複雜。

　　MSC池作為R5階段提出的新技術，對運營商的網路建設和維護帶來了很大便利及提升。

　　a)MSC池的負載均衡機制較好地解決了網路的潮汐效應，使得業務量分佈均勻，網路資源得到合理充分的利用。在傳統組網模式下，每個MSC覆蓋不同的地理位置，用戶行為也不同．因此，經常會出現某些覆蓋區的MSC因負荷過高而需要限呼，而某些MSC話務量卻很低的現象。為此，在做網路設計時，常常需要按最大負荷來配備資源和容量。MSC池的引入均衡了不同地區和不同時段的話務高峰．使話務不論任何時間都可在池內的所有伺服器節點中動態分配，減輕了高峰話務區MSC的負擔，同時又充分利用了低話務區MSC的資源，解決了單個伺服器的擁塞，對於突發的話務高峰、節假日和大型活動等都可以從容應對，增強了網路的抗衝擊能力。在資源配置方面．只需要按話務均值配備容量即可．而不需按最大話務量，有效節省和充分利用了投資和資源。

　　b)MSC池有效地減少了網路的信令開銷，降低了信令負荷。MSC池的引入，擴大了MSC覆蓋的範圍。傳統組網模式下用戶在不同MSC間的局問位置更新和切換在池組網模式下變為局內位置更新和切換，大大減少了局間信令開銷，降低了網路負荷。

　　e)MSC池的引入實現了網路級的容災備份。其充分利用了Iu—flex技術，同時結合虛擬MGW及IP承載技術。因為在MSC池技術中，MSC與RNC(BSC)不再是一一對應的關係．當某一個MSC發生故障，所在的池會有另一個正常的MSC接管故障MSC的業務。

　　d)MSC池的引入使得網路規劃擴容變得靈活簡單，核心網與無線網規劃可相對獨立，工程實施簡化。

　　在傳統組網下進行核心網網路設計時．通常要根據無線的分區及最大A介面話務量對應設計MSC的容量及處理能力。而在MSC池組網設計時，只需考慮池中覆蓋RNC區域的最大話務量即可，不需再考慮某個MSC對應RNC／BSC的容量配備和埠限制，使得無線網和核心網規劃相對獨立。池引人不僅使核心網的規劃變得簡單，池內新增網元對現網影響很小甚至沒有影響，而且無線網的的規劃也變得可單獨規劃、隨時調整。