基于朗訊CDMA核心網資源配置優化的研究*

李 磊 ，孫廣波 ，孫德志 ，李 正

（1.淮陰師范學院 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.遼寧聯通沈陽分公司，遼寧 沈陽110000）

一直以來，在移動通信網絡的運行中都偏重于無線網絡的優化，因為無論是網絡的覆蓋還是用戶的感知，無線網絡的影響都更為直接，無線網絡優化的結果對整個通信網絡的質量評估有重要的影響。實際上，移動通信的核心網是整個網絡的核心控制部分，其復雜度明顯高于無線網絡部分。由于網絡需要不斷擴容，網絡資源不斷疊加累計，導致各種核心網資源配置不平衡，會使網絡資源難以充分利用。

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

1 優化的必要性

1.1 核心網資源配置不平衡引起的問題

朗訊CDMA網絡的整個網絡解決方案中沒有傳統的基站控制器(BSC)，而是由基站應用處理器(AP)替代其處理無線功能部分，承載則由朗訊傳統5ESS來完成[1]。顯然，這樣的結構增加了5ESS交換機的負擔，容易產生資源配置不平衡的問題。

當新增基站或者基站調整時，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量將增加其歸屬的交換模塊各項資源處理負荷，當調整量積累到一定程度時，會引起不同網絡單元出現如下問題[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荷較高，從而造成切換信息丟失，導致切換掉話。

（2）交換模塊工作不穩定

如果交換模塊所屬資源過多，就勢必會引起話務量過高。當突發話務量達到一定程度時，該模塊會出現模塊間通信中斷以及本模塊啟動呼叫限制等性能不穩定的現象。

（3）通話質量下降

當交換模塊所屬資源不足時，系統會將這部分處理轉移到其他模塊，這將占用有限的模塊間通信資源；同時CDMA網絡引以為傲的軟切換技術也會占據大量的模塊間通信資源。如果超出負荷，丟失信元將引起模塊間通信的掉話或者通話質量下降。

1.2 傳統核心網優化方法的不足

傳統的交換網絡優化方法主要是對網絡呼叫進行分析，包括對全網的交換網絡參數的核查、呼叫測試、流程分析、性能分析等。在網絡運營初期，對整體的核心網絡進行分析優化是必要的，雖然可以解決新網絡參數配置的缺陷和設備性能的不足，但仍然存在很多問題[3]。

對于朗訊CDMA核心網出現的問題，傳統交換網絡優化方法給出的方案基本上是提出擴容需求，而實際上更多的問題是由于多次工程擴容、網絡調整使設備資源配置不均衡引起網絡性能下降。

1.3 資源配置優化的必要性

隨著移動通信市場需求的不斷提升，移動網絡不斷地擴容建設。為了在滿足多種需求的同時使網絡整體性能達到最佳，對核心網資源配置的優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絡資源平衡合理地使用，避免因為某些資源使用不當而產生瓶頸，造成網絡質量下降；

（2）良好的資源配置可以提高交換機的整體處理能力，達到交換機容量的提升效果，實現節省網絡投資的目的；

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

2 優化方案

2.1 核心網資源

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

(1)交換模塊處理器：負責處理整個交換模塊中語音和數據的交換，有處理能力限制，如朗訊SM-2000交換機核心處理器采用CORE60型號硬件，處理能力為1 000 elr。

(2)語音、數據處理器：由于朗訊MSC的設置中沒有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、數據處理能力，如PHV4提供32個語音通道，PHV5提供64個語音或者數據通道，PH41提供120～256個具有不同能力的數據通道。

(3)基站處理板：朗訊CDMA網絡全套解決方案中不提供A接口，基站到核心網由E1承載，使用內部的PP管（PACKET PIPE）等方式來傳遞信息，在交換側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。

(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據業務。各交換模塊間通過通信板PHA與ATM交換機實現相互通。

2.2 資源配置優化流程

根據朗訊 CDMA核心網的資源情況、性能特性[1，5]，以及網絡運行中的問題，設計了新的資源優化流程，如圖2所示。首先對基站的區域進行合理劃分，然后對已劃分區域的基站進行資源配置，并分析、判斷資源配置的合理性和可行性，最后計算優化的工作量并進行資源優化結果分析。

圖2 資源配置優化流程圖

2.3 基站區域重劃分

針對目前朗訊CDMA網絡結構，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。當發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充。這種布置方式增強了系統的健壯性，但是以損耗交換網絡資源為代價，因為基站的越區切換將大量占用模塊間通信資源，而CDMA的軟切換是其網絡質量的保證。

根據運行統計報告，將相互間切換量大的基站盡量劃分到一個區域，圖3所示為基站分區前后的對比。

2.4 分區基站話務量及所需硬件資源

將基站日常的統計數據按分區來計算，得出整體的話務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。按照處理器參數設置計算，將這些基站分區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 優化標準及工作量

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，，判斷是否優化的標準如下：

（1）是否超出交換模塊核心處理器容量限制；

（2）對應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據修改量是否較小；

（4）是否給每個模塊預留一定的話務增長空間和擴容空間。

依據上述標準和2.3節區域重劃分的結果制定優化過程，首先要確定的是硬件變動量，分配好變動硬件的變動槽位，實現一一對應。為了更好地完成變動，最好使用有限備件資源作為中轉調度，這樣可以加快調整進度。其次是數據調整，包括硬件配置數據的調整和基站重歸屬的數據調整。這些數據要嚴格比對，避免因為數據問題引起調整時基站故障。從基站到交換機中繼端口的連接也需要調整，需要精心做好準備，確保數據的準確性。

通過反復計算，分析對比各方案是否滿足優化標準，得出一個折中的優化方法。

表1 基站分區資源分配對照表

3 優化結果

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

以沈陽聯通朗訊CDMA網MSC網絡資源優化前后交換模塊間通信量變化數據對比分析為例，可以看出資源優化實質性的效果，如圖4所示。很明顯看出，大量的模塊間通信都轉化為模塊內部通信，解決了因為模塊間通信瓶頸產生的通信質量問題，降低了切換掉話率，同時給網絡未來的發展預留了足夠的增長空間。

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

[2]啜剛，高偉東，彭濤.CDMA2000 1x無線網絡規劃優化及無線資源管理[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[3]邵宏，姚衛東，戴進.CDMA2000核心網的演進分析[J].移動通信，2004，28(7)：99-103.

[4]楊達成.CDMA2000 1x移動通信系統[M].北京：電子工業出版社，2003.

[5]鮑敢峰.朗訊基于 IMS的下一代網絡[J].電信科學，2004，20(11)：77-79.