基于朗訊CDMA核心網(wǎng)資源配置優(yōu)化的研究*

李 磊 ，孫廣波 ，孫德志 ，李 正

（1.淮陰師范學(xué)院 電子與電氣工程系，江蘇 淮安223300；2.廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州510310；3.遼寧聯(lián)通沈陽分公司，遼寧 沈陽110000）

一直以來，在移動通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中都偏重于無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，因為無論是網(wǎng)絡(luò)的覆蓋還是用戶的感知，無線網(wǎng)絡(luò)的影響都更為直接，無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的結(jié)果對整個通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量評估有重要的影響。實際上，移動通信的核心網(wǎng)是整個網(wǎng)絡(luò)的核心控制部分，其復(fù)雜度明顯高于無線網(wǎng)絡(luò)部分。由于網(wǎng)絡(luò)需要不斷擴(kuò)容，網(wǎng)絡(luò)資源不斷疊加累計，導(dǎo)致各種核心網(wǎng)資源配置不平衡，會使網(wǎng)絡(luò)資源難以充分利用。

本文針對朗訊CDMA核心網(wǎng)資源配置問題提出了交換核心網(wǎng)資源配置優(yōu)化方案，在有限的核心網(wǎng)資源的基礎(chǔ)上充分提高了系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)容量。

1 優(yōu)化的必要性

1.1 核心網(wǎng)資源配置不平衡引起的問題

朗訊CDMA網(wǎng)絡(luò)的整個網(wǎng)絡(luò)解決方案中沒有傳統(tǒng)的基站控制器(BSC)，而是由基站應(yīng)用處理器(AP)替代其處理無線功能部分，承載則由朗訊傳統(tǒng)5ESS來完成[1]。顯然，這樣的結(jié)構(gòu)增加了5ESS交換機(jī)的負(fù)擔(dān)，容易產(chǎn)生資源配置不平衡的問題。

當(dāng)新增基站或者基站調(diào)整時，都需要頻繁修改交換資源配置。同時由于這部分基站所吸收的話務(wù)量將增加其歸屬的交換模塊各項資源處理負(fù)荷，當(dāng)調(diào)整量積累到一定程度時，會引起不同網(wǎng)絡(luò)單元出現(xiàn)如下問題[2]：

（1）無線掉話率增高

基站配置引起跨模塊切換通信增多。目前基站的配置方式以插花式居多，即相鄰基站歸屬于不同的交換模塊，如果某交換模塊發(fā)生故障，不至于造成大面積的通信不暢。但在這種模式下，基站間的切換較為頻繁，會造成模塊間通信負(fù)荷較高，從而造成切換信息丟失，導(dǎo)致切換掉話。

（2）交換模塊工作不穩(wěn)定

如果交換模塊所屬資源過多，就勢必會引起話務(wù)量過高。當(dāng)突發(fā)話務(wù)量達(dá)到一定程度時，該模塊會出現(xiàn)模塊間通信中斷以及本模塊啟動呼叫限制等性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

（3）通話質(zhì)量下降

當(dāng)交換模塊所屬資源不足時，系統(tǒng)會將這部分處理轉(zhuǎn)移到其他模塊，這將占用有限的模塊間通信資源；同時CDMA網(wǎng)絡(luò)引以為傲的軟切換技術(shù)也會占據(jù)大量的模塊間通信資源。如果超出負(fù)荷，丟失信元將引起模塊間通信的掉話或者通話質(zhì)量下降。

1.2 傳統(tǒng)核心網(wǎng)優(yōu)化方法的不足

傳統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法主要是對網(wǎng)絡(luò)呼叫進(jìn)行分析，包括對全網(wǎng)的交換網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的核查、呼叫測試、流程分析、性能分析等。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營初期，對整體的核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析優(yōu)化是必要的，雖然可以解決新網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置的缺陷和設(shè)備性能的不足，但仍然存在很多問題[3]。

對于朗訊CDMA核心網(wǎng)出現(xiàn)的問題，傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法給出的方案基本上是提出擴(kuò)容需求，而實際上更多的問題是由于多次工程擴(kuò)容、網(wǎng)絡(luò)調(diào)整使設(shè)備資源配置不均衡引起網(wǎng)絡(luò)性能下降。

1.3 資源配置優(yōu)化的必要性

隨著移動通信市場需求的不斷提升，移動網(wǎng)絡(luò)不斷地擴(kuò)容建設(shè)。為了在滿足多種需求的同時使網(wǎng)絡(luò)整體性能達(dá)到最佳，對核心網(wǎng)資源配置的優(yōu)化比呼叫分析和流程分析更為重要。具體說明如下：

（1）良好的資源配置可以使網(wǎng)絡(luò)資源平衡合理地使用，避免因為某些資源使用不當(dāng)而產(chǎn)生瓶頸，造成網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降；

（2）良好的資源配置可以提高交換機(jī)的整體處理能力，達(dá)到交換機(jī)容量的提升效果，實現(xiàn)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資的目的；

（3）良好的資源配置將對今后的擴(kuò)容工程打下堅實的基礎(chǔ)，避免多次擴(kuò)容造成的對資源配置不平衡問題的累積。

2 優(yōu)化方案

2.1 核心網(wǎng)資源

朗訊CDMA核心網(wǎng)資源主要包括其承載部分的交換機(jī)，其功能資源分布在各個模塊中，包括基站處理板、話音處理、數(shù)據(jù)處理、中繼端口、模塊間通信等，如圖 1所示[4]。

(1)交換模塊處理器：負(fù)責(zé)處理整個交換模塊中語音和數(shù)據(jù)的交換，有處理能力限制，如朗訊SM-2000交換機(jī)核心處理器采用CORE60型號硬件，處理能力為1 000 elr。

(2)語音、數(shù)據(jù)處理器：由于朗訊MSC的設(shè)置中沒有BSC，所以其聲碼功能在5ESS的交換模塊中完成。不同的硬件支持不同的語音、數(shù)據(jù)處理能力，如PHV4提供32個語音通道，PHV5提供64個語音或者數(shù)據(jù)通道，PH41提供120～256個具有不同能力的數(shù)據(jù)通道。

(3)基站處理板：朗訊CDMA網(wǎng)絡(luò)全套解決方案中不提供A接口，基站到核心網(wǎng)由E1承載，使用內(nèi)部的PP管（PACKET PIPE）等方式來傳遞信息，在交換側(cè)需要使用基站處理板（型號為PH22、PH4）等來處理，每塊硬件支持固定的PP信道數(shù)。

(4)模塊間通信：提供不同交換模塊所屬基站間切換通道，完成需要跨模塊處理的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。各交換模塊間通過通信板PHA與ATM交換機(jī)實現(xiàn)相互通。

2.2 資源配置優(yōu)化流程

根據(jù)朗訊 CDMA核心網(wǎng)的資源情況、性能特性[1，5]，以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的問題，設(shè)計了新的資源優(yōu)化流程，如圖2所示。首先對基站的區(qū)域進(jìn)行合理劃分，然后對已劃分區(qū)域的基站進(jìn)行資源配置，并分析、判斷資源配置的合理性和可行性，最后計算優(yōu)化的工作量并進(jìn)行資源優(yōu)化結(jié)果分析。

圖2 資源配置優(yōu)化流程圖

2.3 基站區(qū)域重劃分

針對目前朗訊CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基站一般都是插花型布置，即相鄰的基站盡量分配到不同的交換模塊上。當(dāng)發(fā)生由模塊故障引起所轄基站故障時，相鄰的基站信號可以補(bǔ)充。這種布置方式增強(qiáng)了系統(tǒng)的健壯性，但是以損耗交換網(wǎng)絡(luò)資源為代價，因為基站的越區(qū)切換將大量占用模塊間通信資源，而CDMA的軟切換是其網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的保證。

根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計報告，將相互間切換量大的基站盡量劃分到一個區(qū)域，圖3所示為基站分區(qū)前后的對比。

2.4 分區(qū)基站話務(wù)量及所需硬件資源

將基站日常的統(tǒng)計數(shù)據(jù)按分區(qū)來計算，得出整體的話務(wù)量和其所需要的基站處理板以及其他處理板的資源，格式如表1所示。硬件處理器本身有容量限制，不同型號、不同容量的基站處理能力是不同的。按照處理器參數(shù)設(shè)置計算，將這些基站分區(qū)按照交換模塊來分配，同時將其所需資源映射到不同的交換模塊中。

2.5 優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)及工作量

將所有資源按照要求分配好后，分交換模塊來計算資源的分配，，判斷是否優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）是否超出交換模塊核心處理器容量限制；

（2）對應(yīng)的各種處理器是否能合理安排在交換模塊的固定的槽位中；

（3）硬件變動量是否最小和數(shù)據(jù)修改量是否較小；

（4）是否給每個模塊預(yù)留一定的話務(wù)增長空間和擴(kuò)容空間。

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)和2.3節(jié)區(qū)域重劃分的結(jié)果制定優(yōu)化過程，首先要確定的是硬件變動量，分配好變動硬件的變動槽位，實現(xiàn)一一對應(yīng)。為了更好地完成變動，最好使用有限備件資源作為中轉(zhuǎn)調(diào)度，這樣可以加快調(diào)整進(jìn)度。其次是數(shù)據(jù)調(diào)整，包括硬件配置數(shù)據(jù)的調(diào)整和基站重歸屬的數(shù)據(jù)調(diào)整。這些數(shù)據(jù)要嚴(yán)格比對，避免因為數(shù)據(jù)問題引起調(diào)整時基站故障。從基站到交換機(jī)中繼端口的連接也需要調(diào)整，需要精心做好準(zhǔn)備，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

通過反復(fù)計算，分析對比各方案是否滿足優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，得出一個折中的優(yōu)化方法。

表1 基站分區(qū)資源分配對照表

3 優(yōu)化結(jié)果

資源配置優(yōu)化的結(jié)果分析首先要對網(wǎng)絡(luò)日常運(yùn)行指標(biāo)在優(yōu)化實施前后的變化進(jìn)行分析判斷，如核心網(wǎng)的呼叫接通率、呼叫建立成功率、系統(tǒng)接通率等，也需要分析無線部分的指標(biāo)，如尋呼成功率、各種掉話率等。通過以上的分析、評估，判斷資源優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)是否達(dá)到要求。評估資源優(yōu)化成果可以更好地了解本方案對網(wǎng)絡(luò)性能的提升情況，如解決無線掉話率增高、因負(fù)荷過高引起的工作不穩(wěn)定，以及模塊間通信不暢等問題。

以沈陽聯(lián)通朗訊CDMA網(wǎng)MSC網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化前后交換模塊間通信量變化數(shù)據(jù)對比分析為例，可以看出資源優(yōu)化實質(zhì)性的效果，如圖4所示。很明顯看出，大量的模塊間通信都轉(zhuǎn)化為模塊內(nèi)部通信，解決了因為模塊間通信瓶頸產(chǎn)生的通信質(zhì)量問題，降低了切換掉話率，同時給網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展預(yù)留了足夠的增長空間。

[1]Alcatel[2008-02-20].http://www.alcatel-lucent.com/wps/portal/Products.

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[3]邵宏，姚衛(wèi)東，戴進(jìn).CDMA2000核心網(wǎng)的演進(jìn)分析[J].移動通信，2004，28(7)：99-103.

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