MSC-POOL技术原理ppt课件

.,MSCPOOL技术原理,2011年7月,.,MSCPOOL实现原理,MSCPOOL技术原理,MSCPOOL基本概念,.,MSCPOOL组网架构和技术优势MSCPOOL关键概念,MSCPOOL基本概念,.,MSC,MSC3,在传统组网络中，一个RNC/BSC只能与一个MSC相连，而在MSCPool组网中，一个RNC/BSC与多个MSC逻辑相连。A-Flex、IuFlex及MSCPool都遵循3GPP23.236(Intra-domainconnectionofRadioAccessNetworknodestomultipleCoreNetworknodes)协议，区别在于MSCPool特性应用于核心网CS域，无线侧常称呼为A-Flex/Iu-Flex。,MSC2,MSC1,MSCPOOL组网架构和技术优势,.,PoolArea池区特性：一个移动台一旦进入后，无需改变归属MSC而进行漫游，直到离开该池区。一个pool区是被一个或多个核心网节点并行服务的。,一组MSC可以构成一个MSC池,MSC池服务的无线区域就称为MSC池区,MSCPOOL组网架构和技术优势,.,负荷分担在MSCServer间分担网络负荷，提升整个核心网资源利用率，节省设备投资。容灾备份实现MSCServer级的容灾备份；根据组网方式可实现部分MGW级的容灾备份。降低信令负荷减少局间位置更新，降低C/D接口（至HLR方向）信令流量，提升了MSCServer的容量增益；提升业务质量减少局间切换，降低掉话率。,MSCPOOL组网架构和技术优势,.,MSCPOOL组网架构和技术优势MSCPOOL关键概念,MSCPOOL基本概念,.,MSC池和MSC池区一组MSC可以构成一个MSC池，MSC池服务的区域称为MSC池区，即MSCPoolarea。从RNC/BSC的角度看，如果一个或多个RNC/BSC从属于某一个MSC池，那么这些RNC/BSC的所有的业务区即构成MSC池区，池区内的用户由MSC池中的MSC共同服务。MSC池区外的RNC/BSCMSCPool内的MSC也可以单独服务MSCPool外的一个或者多个RNC/BSC,这些仅由MSC池区内单个MSC提供服务的RNC/BSC称为MSC池区外的RNC/BSC。,BSC/RNC1,BSC/RNC2,BSC/RNC3,BSC/RNC4,MSC1,MSC2,MSC池,MSC池区,MSC池区外的RNC/BSC,MSCPOOL关键概念,.,MSCPOOL关键概念,NNSF功能的作用：当手机终端（用户）第一次注册到MSCPool中，NNSF选择一个合适的归属MSC;当手机终端（用户）继续在MSCPool移动和使用业务，由NNSF根据NRI值，路由和选择管理归属MSC,.,MSCPOOL关键概念NNSF功能的作用,导引员：根据房屋定员数量决定分流人员去哪个房子。等同于NNSF节点：根据MSC-S容量负荷分配用户,房子：对进入到房子的人员分配特别的标记，标记此人属于本房子，今后无论这些人在院子范围内的哪里移动，永远归属此房子。等同于A/Iu-Flex中的MSC,为用户分配“房间号”（NRI）,今后无论用户在池区内的哪个BSC/RNC下,永远归属此MSC,不考虑道路的使用等其他的情况,房屋可容纳人员数量等同于VLR用户,NRI=X,NRI=Y,X,X,Y,院内,池内,院外,池外,X,X,X,Y,Y,100万VLR,50万VLR,VLR容量比固定为2:1,.,MSCPOOL关键概念NNSF功能实现,NRI=X,NRI=Y,X,X,Y,院内,池内,院外,池外,X,X,X,Y,Y,100万VLR,50万VLR,2号引导员,3号引导员,X,Y,Y,导引员：根据用户的“房间号”引导用户去哪个房子,.,NNSF算法：MS第一次进入MSCPOOL时，NNSF点为通过BSC接入的MS选择“拜访MSC/VLR(MSC-S)”的机制NNSF算法需保证POOL内各(MSC-S+MGW)的负载均衡，但3GPP未规定或建议具体的算法算法一：根据POOL内各MSC-S的配置容量，各厂家均支持NNSF点内预先配置MSC-S的容量因子，例如：3个MSC-S的容量分别为40万用户、50万用户、60万用户，则NNSF点内预先配置的MSC-S的容量因子为4:5:6NNSF点对于新漫游入POOL的MS执行按“MSC-S容量因子”为MS分配“拜访MSC-S”NNSF点为MS选择“拜访MSC/VLR(MSC-S)”的比例保持不变，直至POOL内MSC-S扩容，人工修改各NNSF点预先配置的“MSC-S的容量因子”算法二：根据POOL内各(MSC-S+MGW)的当前话务负荷，诺基亚2G设备支持NNSF点实时(约30s)检测当前A接口中继电路的占用情况例如：BSC与(MSC-S+MGW)1、(MSC-S+MGW)2之间各配置了100条电路，此刻占用电路分别为40条和50条，则NNSF点此刻对于新漫游入POOL的MS执行按“5:4”的比例为MS分配“拜访MSC-S”NNSF点为MS选择“拜访MSC/VLR(MSC-S)”的比例实时(约30s)调整,MSCPOOL关键概念NNSF功能实现,.,NNSF代理NASNodeSelectionFunction非接入层节点选择功能；主要用于MS/UE进入POOL时候根据一定原则选择池内的SS，可以在BSC或MGW上实现。,MSC-S,MGW,BSC/RNC,MSC-S,MGW,BSC/RNC,MSCPOOLArea,NNSF,NNSF,方案一：BSC/RNC代理NNSF,方案二：MGW代理NNSF,1、支持虚拟MGW2、NNSF功能会增加一定的处理能力开销3、不支持A口ip化后的组网,目前仅华为、中兴的MGW分发方案同时支持2G和3G无线设备（BSC和RNC）的接入。诺西2009年Q3支持MGW分发，同时支持2G和3G无线设备（BSC和RNC）的接入爱立信的MGW分发功能仅支持2G无线设备的接入（已承诺解决）阿朗2010年Q2支持MGW分发，同时支持2G和3G无线设备（BSC和RNC）的接入,现网BSC厂家均有相应产品支持现网RNC厂家，中兴、爱立信、鼎桥、普天已支持，大唐2009年Q3支持（老版本10年Q1支持），新邮通不支持,MSCPOOL关键概念,.,TMSITMSI是手机注册到MSC时网络给手机分配的一个临时移动台标识，MS/UE使用该TMSI来在网络里面标识自己，IMSI不在空口出现，有效增强用户数据的安全性。TMSI的长度为32bits。NRI网络资源标识（NetworkResourceIdentifier），位于TMSI的第23bit14bit，用于标识POOL内的MS/UE与MSC节点的关系。1）一个NRI值在MSCPool内唯一对应一个MSC，2）一个MSC分配多个NRI，3）同一个MSCPool内的所有NRI的长度必须相同，4）相邻POOL使用不同组的NRI。,NRI长度是确定POOL容量大小的关键因素,MSCPOOL关键概念,.,NRI与TMSI容量关系-爱立信,可用10bits,规划用7bits,MSCPOOL关键概念,.,NRI与TMSI容量关系-华为,可用10bits,规划用7bits,MSCPOOL关键概念,.,NRI的分配,CMCCNRI最新规划原则：NRI长度为7位；相邻的Pool必须采用不同的NRI组23-21bit位：区分相邻Pool的标识覆盖省际边缘区域的POOL：23-22bit位由全国统一分配（安徽为01）；21bit位省内自行分配，保证相邻POOL的NRI不重；未覆盖省际边缘区域的POOL：23-21bit位省内自行分配，保证省内相邻POOL的NRI不重；20-17bit位：区分Pool内不同MSC-S的标识NRI组的分配最基本仍是按四色原理进行分配，如果Pool的区域不连续，也会造成NRI分配的复杂度，出于这点考虑，Pool的覆盖不应过于分散,MSCPOOL关键概念,.,我省NRI的规划,MSCPOOL关键概念,.,为什么相邻POOL必须采用不同的NRI组,Pool1,NRI=1,NRI=2,Pool2,NRI=2,NRI=3,均匀分布,NNSF失效，用户向NRI=2集中,MSCPOOL关键概念,.,NullNRI特殊的NRI，与普通的NRI统一编码。在用户迁移过程中用于指示RNC/BSC为MS/UE重新选择一个服务的MSC。NB-LAI特殊的LAI，与普通的LAI统一编码。在用户迁移过程中用于触发MS/UE在结束当前业务后立即位置更新，同时Non-broadcastLAI也用于识别MSC池内的各MSC。MSC池内的每个MSC都必须配置唯一的本局Non-broadcastLAI，并且必须配置本MSC池中其他MSC的Non-broadcastLAI，因为在MSC池内MSC间迁移用户的处理过程中，目标MSC将基于Non-broadcastLAI来确定服务于MS/UE的原MSC的地址，并由服务于MS/UE的原MSC取得用户信息,NB-LAI和NullNRI在用户迁移过程中通常组合使用；前者用于发起位置更新，后者用于启动NNSF功能。,MSCPOOL关键概念,.,MSCServerMSCServer应用于R4架构组网中，组成POOL的MSC。虚拟MGW把一个MGW划分为多个虚拟MGW，每个虚拟MGW可以被不同的MSCServer控制；实现池内SS对承载资源的共享，虚拟MGW技术，解决和简化MSCPool组网时，BSC/RNC需要和所有MSC全互联的复杂传输拓扑。,MSCPOOL关键概念,.,A-FlexIu-FlexIu-Flex（Intra-domainconnectionofRANnodestomultipleCNnodes）指的是同一个域（CS/PS）内的一个RAN节点可以与多个CN节点进行连接，其优点如下：多个CN节点负荷分担RAN节点，提高CN节点的使用率，同时提高网络容灾能力，降低某CN节点故障带来的损失；单个CN节点的服务区域扩大，减少跨CN节点切换的次数和漫游过程中CN节点更新的次数，从而减少核心网的信令流量；可以为多运营商共享RAN提供一种有效的组网方式CN-IDMSC节点的标识。CN-ID为04095的数值。MSCPool内的MSC由CN-ID唯一标识。MSC上该参数用于MSC和RNC对接NNSF功能下用于无连接消息的管理。CN-ID需要配置在MSCServer上和NNSF实体上。,MSCPOOL关键概念,.,DEFALUTMSC用户漫游出MSCPoolarea并向MSCPool外的MSC注册时，MSCPool外的MSC会到用户原注册的MSC取用户信息。这就需要MSCPool外的MSC能够根据用户的前LAI和TMSI中的NRI确定用户原注册的MSC的地址（由于MSCPoolarea中任意一个LAI同时被MSCPool内所有的MSC共同服务，所以只通过LAI是无法确定用户原注册的MSC的）。为了解决这个问题，在MSCPool内引入了defaultMSC的概念。DefaultMSC用于Pool外向Pool内MSC取标识流程，和切换没有关系。MSCPool外的MSC只需要根据用户的前LAI寻址到defaultMSC，defaultMSC再根据TMSI中的NRI寻址用户原注册的MSC（这需要defaultMSC配置本MSCPool内的所有MSC的NRI与MSC地址的对应关系），并在MSCPool外的MSC与用户原注册的MSC之间传递用户信息（用户的IMSI及鉴权集信息）信令。MSCPool组网要求Pool内所有的MSC都做defaultMSC。,MSCPOOL关键概念,.,MSCPOOL实现原理,汇报提纲,MSCPOOL基本概念,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理及相关场景主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,MSCPOOL工作逻辑,Locationarea1,A2,A3,A1,A4,A5,A7,A6,B2,B3,B1,B4,B5,C7,B,C2,C3,C1,C4,C5,C7,C6,D2,D3,D1,D4,D5,D7,D6,Locationarea2,Locationarea3,Locationarea4,MSC-S控制自己的BSC用户根据所归属的BSC进行分配,.,MSCPOOL工作逻辑,Locationarea1,A2,A3,A1,A4,A5,A7,A6,B2,B3,B1,B4,B5,C7,B6,C2,C3,C1,C4,C5,C7,C6,D2,D3,D1,D4,D5,D7,D6,PoolArea,Locationarea2,Locationarea3,Locationarea4,Distribution,Distribution,Distribution,MSC-Spool,多个MSC共同服务一个大的服务区，所有MSC以池组方式共同工作。池内每个BSC/RNC都能受控于池内每个MSC，控制逻辑关系全连接。用户分配根据MSC-S而不是根据BSC,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理及相关场景主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,业务流程原理第一次位置更新请求,BSC（NNSF点）根据相对的MSC的容量因数选择一个MSC，如MSC1。,用户漫游进入池的服务区域.,MSC分配一个TMSI，其中包括一个NRI。NRI用于识别该MSC。,.,业务流程原理发起主叫业务,BSC根据NRI将话务路由到MSC,登记到池里的用户现在发起一个呼叫,MSC核实NRI，处理呼叫,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,切换原理,MSCPOOL内切换：由于MSCPoolarea内的任意一个LA均被MSCPool内所有的MSC所服务，所以MS/UE通话过程中在MSCPoolarea内移动时，只进行MSC内切换，不进行MSC间切换。切出MSCPOOL：针对MSCPoolarea外的邻近LA，由于池区内任意一个MSC都可能切换到池区外每一个邻近的MSC，所以MSCPool内的各MSC配置其邻近MSC作为切换目的MSC。切出MSCPOOL的配置，同现网MSC的配置。切入MSCPOOL：困难：MSCPOOL外的MSC有可能不认识NRI；通过GCI/SAI不能区分MSCPOOL内的不同MSC。实现方案：MSCPool外的MSC可以将MSCPool内的任意一个MSC配置为切换的目的MSC。为了避免切入MSCPoolarea的局间切换负荷集中于MSCPool内的一个MSC上，以及为了降低MSC单点故障的影响，需要通过数据配置规划将MSCPool外的各MSC的切换目标分别配置为MSCPool内不同的MSC。,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,漫游原理,困难：MSCPOOL外的MSC有可能不认识NRI；通过GCI/SAI不能区分MSCPOOL内的不同MSC。实现方案：在MSCPOOL内设置DefaultMSC。MSCPool外的MSC根据用户的前LAI寻址到defaultMSC，DefaultMSC再根据TMSI中的NRI寻址用户原注册的MSC（这需要defaultMSC配置本MSCPool内的所有MSC的NRI与MSC地址的对应关系），并在MSCPool外的MSC与用户原注册的MSC之间传递用户信息（用户的IMSI及未被使用的加密参数信息）信令。,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,用户重分配原理,用户重分配功能的应用场景：1、某个MSC-S出于维护的需要需退出Pool，维护结束之后该网元又要加回Pool中，可使用该功能把用户退出和加回该网元2、Pool内各MSC-S用户容量不均衡时可使用该功能进行用户的重分配用户重分配功能可以快速地清空重载一个MSC-S，因为所有的用户行为如：主被叫，短信，位置更新等都可触发用户重分配(最长一个周期性位置更新的时间可完成)根据3GPP的最新规范：用户重分配的逻辑和配置都在MSC-S侧完成,.,用户重分配原理-协议方式,MSC1,BSC/RNC,MSC2,BSC/RNC,BSC/RNC,1.MSC1的CAP值设为0,2.,2.MSC1下的用户在正常呼叫行为（主被叫短信位置更新）之后会触发TMSI-reallocation，新的TMSI中包含NULL-NRI和NB-LAI,3.MS存下新的NULL-NRI和NB-LAI,4.RAN广播现有的LAI,5.当MS回到MM-idle状态的时候，对比所存的NB-LAI和小区广播的LAI,6.由于LAI不同，触发了新的位置更新,7.RAN分析TMSI，由于TMSI中的NULL-NRI是它所不认识的，这时RAN会重新起用NNSF功能，并根据CAP值将用户送到另一个MSC-S上。,8.用户送到MSC2上，MSC2为用户重新分配一个带新NRI的TMSI，并触发TMSI-reallocation，成功完成之后用户就登记在MSC2上,.,用户重分配原理-E接口重定向方式迁移（华为）,首先要设定用户为“卸载态”，并设置用户卸载的目标局为MSCServer2。1.用户发起位置更新业务或其他的主叫流程。2.MSCServer1判断用户需要卸载,且卸载局为MSCServer2，在发起位置更新请求时或者业务拆线前启动局间指定卸载流程,发起局间位置更新消息到MSCServer2。3.MSCServer2收到局间位置更新消息后,按照正常位置更新处理,发现没有用户数据,则发起到HLR的独立位置更形过程。4.HLR返回位置更新成功相应后,MSCServer2给MSCServer1返回位置更新成功,同时删除MSCServer2分配好的TMSI给MSCServer1。5.MSC-Server1收到位置更新成功消息后,将MSCServer2分配的TMSI发送给手机完成TMSI重分配过程。用户再次发起位置更新/呼叫时其相关业务就已经迁移到MSCServer2了。,MSC-Server1,MSC-Server2,节点A,节点B,HLR,MGW/BSC,1,2,5,3,4,手机的卸载过程,关键是手机中TMSI中NRI刷新为目标MSC的NRIHLR中的MSC号码刷新为目标的MSC号码,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理及相关场景主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,主叫恢复原理,当MSCPool中某MSC故障失效时，注册在该MSC中的用户发起的业务会被RNC/BSC采用负荷分担算法路由到其他有效的MSC中（新MSC），从而实现容灾：1、在用户发起呼叫的情况下，新MSC指示信息为MS/UE未标识的用户，第一次发起主叫失败，MS/UE会重新位置更新注册到MSCPool中的一个有效的MSC中。2、在用户发起位置更新的情况下，新MSC直接对MS/UE进行位置更新，使MS/UE注册到该MSC中，同时分配含有本局NRI的TMSI给MS/UE3、在用户发起短消息、非呼叫类业务的情况与呼叫类似，新MSC指示信息为MS/UE未标识的用户，MS/UE会重新注册到MSCPool中的一个有效的MSC中4、在准许隐式位置更新的情况下，用户发起呼叫类、非呼叫类业务的情况下，新MSC完成对MS/UE的隐式位置更新（即在C/D接口上完成到HLR的位置更新）使MS/UE注册到该MSC中，同时分配含有本局NRI的TMSI给MS/UE，并完成本次始发呼叫,.,主叫恢复原理第一次主叫失败,BSC检测到MSC1故障，根据容量因数选择一个MSC，如MSC2。,登记到池里的用户现在发起一个呼叫,MSC2不识别此用户，返回业务请求失败原因值（第一次主叫会失败），终端收到后发起位置更新,.,主叫恢复原理第一次主叫成功（隐式位置更新）,BSC检测到MSC1故障，根据容量因数选择一个MSC，如MSC2。,登记到池里的用户现在发起一个呼叫,MSC2不识别此用户，发起隐式位置更新请求，插入该用户信息，同时分配含有本局NRI的TMSI给MS/UE,HLR,.,MSCPOOL工作逻辑MSCPOOL相关业务流程原理切换原理漫游原理用户重分配原理及相关场景主叫恢复原理被叫恢复原理,MSCPOOL实现原理,.,被叫无法立即恢复原因,被叫问题：1、MSCPool内某MSC故障后，HLR将无法发送PRN消息到该MSC，此时注册在该故障MSC中的用户无法做被叫。只有等待注册在该故障MSC中的用户主动做了位置更新或做了主叫而注册到MSCPool内其他有效的MSC后，才能够做被叫2、另外，当故障MSC恢复后，此时呼叫注册在该MSC的用户，由于故障恢复后的MSC中无用户LAI信息，所以需要进行全网寻呼才能够呼叫用户。而在MSCPool组网情况下由于MSCPoolarea区域可能很大，所以不会启用全网寻呼，这也会导致被叫失败,.,被叫无法立即恢复原因,RNC,RNC,RNC,.,MSC1,STP,HLR/SCP/SMSC,GMSC-Server,MSC2,呼叫MS,HLR中保存MSC1信息,HLR到MSC1取漫游号码失败,用户重新作主叫或位置更新后,HLR更新用户位置信息为MSC2，后续被叫可以成功,MS,.,实现MSCPool内VLR用户数据的实时备份，需要实现如下的功能：MSCPool中VLR用户attach/detach及LAI/SAI发生变化时，该VLR需要将该用户的用户数据（IMSI、LAI/SAI及用户状态信息）备份到备份VLR中；MSCPool中VLR用户被取消位置时，该VLR将通知备份VLR删除该用户数据,被叫无法立即恢复原因,.,被叫恢复组网,链式备份组网,集中备份组网,.,EnhancedMTcallforMSCPoolSolution(Ericsson),9.SubscriberInformationstored,如果在没有发起过任何业务之前做第一次被叫，第一次呼叫不通，会触发TMSIreallocation,然后用户做LU到某个MSC-S，第二次才可打通,.,1、当PrimaryMSC故障时，HLR将PRN消息重路由至BuddyMSC。2、收到PRN消息后，BuddyMSC发送错误消息“无可用的漫游号码”。3、被叫用户的IMSI及LAI存放在BuddyMSC的ShadowVLR里。4、BuddyMSC利用被叫用户的IMSI及LAI发送寻呼消息。5、当收到寻呼响应消息后，BuddyMSC触发TMSIre-allocation流程，其中携带空NRI及非广播位置区。6、当收到TMSIre-allocation响应后，BuddyMSC断开无线连接。7、手机发现非广播位置区与广播位置区不相同后，触发位置更新流程，由于用户的手机TMSI中包含的NRI为空NRI，故NNSF功能实体会为用户重新选择一个可用的MSC进行位置更新。8、位置更新按照常规流程进行，HLR收到位置更新消息后，发起CancelLocation消息至BuddyMSC，BuddyMSC清除用户信息。9、位置更新完成后，新的PrimaryMSC将用户的IMSI及LAI备份到新的BuddyMSC的ShadowVLR里。,EnhancedMTcallforMSCPoolSolution(Ericsson),.,BSC1,BSC2,BSC3,MGW1（NNSF）,MSC1,MSC2,STP,STP,HLR,SCP,SMC,G/T/VMSC,备份VLR,M