淺談軟交換技術(shù)在WCDMA核心網(wǎng)中的研究與應(yīng)用

黃偉安

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計(jì)院有限公司，深圳 518038）

在移動通信發(fā)展歷程中，其最終目標(biāo)為讓所有人在任何地方、任何時(shí)刻都可以和其他人以任何方式完成通信工作。在1980年，第一代移動通信系統(tǒng)開始在商用中得到投入，在2017年，我國移動通信用戶總數(shù)已經(jīng)超過13.6億，在未來發(fā)展中，軟件換技術(shù)在WCDMA核心網(wǎng)中的研究與應(yīng)用依然具有重要價(jià)值，可以促進(jìn)我國移動通信事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 軟交換技術(shù)與WCDMA相關(guān)概述

1.1 軟交換技術(shù)

所謂軟交換技術(shù)，主要是一種業(yè)務(wù)/控制和傳送/接入分離思想的具體體現(xiàn)，在NHN體系結(jié)構(gòu)中，此種技術(shù)占有關(guān)鍵地位。在網(wǎng)絡(luò)中，軟交換技術(shù)所處位置和服務(wù)終端可以分為兩種類型：（1）固定軟交換。這種固定軟交換主要指的是軟交換設(shè)備作為當(dāng)前固定電話網(wǎng)下一代核心交換設(shè)備給固定電話用戶提供服務(wù)。（2）移動軟交換。主要指的是軟交換設(shè)備作為移動端局MSC給移動用戶提供給服務(wù)，可以讓HLR的直接訪問得以實(shí)現(xiàn)。移動軟交換兼具固定軟交換多種功能，同時(shí)具有移動管理功能。

移動軟交換技術(shù)特點(diǎn)主要可分為三個(gè)方面：（1）控制面和用戶面分離，這種特點(diǎn)可以保證控制面MSC Server容量相對原交換機(jī)具有大幅提升，可以對省會和地區(qū)中心機(jī)房進(jìn)行集中放置，在各個(gè)本地網(wǎng)中放置負(fù)責(zé)交換的MGW；（2）符合電信網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P發(fā)展趨勢，與此同時(shí)，還能讓原TDM承載需要得到滿足；（3）在對IP承載話音進(jìn)行引入后，可以讓話音承載平面化[1]。

1.2 WCDMA

WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）， 寬 帶分碼多工存取，其源于歐洲和日本等多個(gè)地區(qū)技術(shù)的融合，是從GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)變化而形成的3G系統(tǒng)，此技術(shù)發(fā)展已經(jīng)十分成熟，得到了全世界各個(gè)國家的廣泛應(yīng)用。

WCDMA是全球通信發(fā)展中第三代移動通信體制之一，WCDMA系統(tǒng)屬于IMT-2000家族，組成部分包含了核心網(wǎng)、UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)以及用戶裝置。其中UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)以及用戶裝置均利用WCDMA無線接入技術(shù)。WCDMA核心網(wǎng)在移動通信3G時(shí)代占有重要地位，而在未來5G核心網(wǎng)的發(fā)展中，其聚合接入多種技術(shù)，其中就包含了Wi-Fi、LTE、5G以及WCDMA，通過這些技術(shù)的集合，可以讓客戶通信解決方案變得更為高效、統(tǒng)一，可以讓動態(tài)響應(yīng)時(shí)間得到縮短，保證用戶具有高水平、高質(zhì)量通信體驗(yàn)。而在WCDMA核心網(wǎng)中，應(yīng)用軟交換技術(shù)具有十分顯而易見的優(yōu)勢，其主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：（1）可以讓投資與維護(hù)成本得到降低；（2）采用分布式交換，可以讓運(yùn)用商費(fèi)用降低；（3）開放智能業(yè)務(wù)不必針對所有MSC升級；（4）可以讓固定和移動核心網(wǎng)得到有效融合；（5）具有統(tǒng)一API接口，具有靈活性、高效性與開放性。

2 軟交換技術(shù)在WCDMA核心網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目概述

以我國某市的聯(lián)通移動核心網(wǎng)軟交換項(xiàng)目為例，探討軟交換技術(shù)在WCDMA核心網(wǎng)中的應(yīng)用方法。在該項(xiàng)目中，其新建了6個(gè)軟交換端局，以為GSM網(wǎng)絡(luò)、WCDMA核心網(wǎng)提供服務(wù)，讓原傳統(tǒng)端局得到替代，拓展了MSC/VLR容量，新建了2套容災(zāi)MSC Server、3套HLR設(shè)備、2對軟交換關(guān)口局、一套GGSN與SGSN等設(shè)施，并添置了多種設(shè)備，結(jié)合科學(xué)的話路設(shè)計(jì)方案以及信令設(shè)計(jì)方案，保證了軟交換技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.2 具體應(yīng)用

2.2.1 方案設(shè)計(jì)

在話路設(shè)計(jì)方案中，在MSC12中，主要包含了兩套MGW與一套MSC Server，將直達(dá)中繼設(shè)置在MGW、BSC與RNC中，負(fù)責(zé)對Iu、A口進(jìn)行資源管理。MGW之間直達(dá)中繼的設(shè)置可以讓本局不同MGW話務(wù)得以疏通，而T局中直達(dá)中繼的設(shè)置可以讓省內(nèi)、省外長途話路得到實(shí)現(xiàn)；在關(guān)口局的設(shè)置可以讓其和PSTN進(jìn)行疏通；在本地交換MSC與MGW之間直達(dá)中繼的設(shè)置可以讓本地他局話務(wù)得以疏通，利用TMSC可以讓其和傳統(tǒng)MSC之間進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

在信令設(shè)計(jì)方案中，在MGW啟用SG功能，利用M3UA協(xié)議方式，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處理工作。在LSTP和MSC Server之間利用2M信令直連方法。在Mc口IP承載設(shè)計(jì)方案中，利用IP承載方式，可以讓MGW和MSC Server的SIGTRAN協(xié)議、H.248協(xié)議得到疏通。

2.2.2 割接準(zhǔn)備工作

在割接準(zhǔn)備工作中，首先需要根據(jù)新建局?jǐn)?shù)據(jù)配置方案，完成端局信令點(diǎn)、GT數(shù)據(jù)、偶聯(lián)、號碼分析等基本局?jǐn)?shù)據(jù)配置工作；其次，需要依照對接測試方案，對中繼線路與信令鏈路對接測試工作予以完成；然后，需要進(jìn)行網(wǎng)管測試、計(jì)費(fèi)測試，對計(jì)費(fèi)話單采集與準(zhǔn)確性測試工作予以完成；之后，需要利用語音撥測表進(jìn)行語音測試；對端局工程設(shè)備進(jìn)行測試和驗(yàn)收；接著，需要對主備Server進(jìn)行倒換測試，對割接前傳輸電路進(jìn)行調(diào)整，完成布放2M線測試，制作中繼數(shù)據(jù)；最后，需要制作無線數(shù)據(jù)[2]。

2.2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測試

在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，主要可分為三個(gè)基本步驟：（1）需要對BSC數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，修改對端交換信令點(diǎn)為新建局MGW信令點(diǎn)，之后完成全國聯(lián)調(diào)工作，根據(jù)撥測表開展全網(wǎng)業(yè)務(wù)測試，在測試通過后方可入網(wǎng)；（2）為確保VLR數(shù)據(jù)庫與割接后用戶附著具有一致性，需要針對HLR完成HLR RESET操作工作，重啟MSC VLR；（3）之后需要進(jìn)行計(jì)費(fèi)驗(yàn)證與系統(tǒng)檢查工作，確保系統(tǒng)構(gòu)建有效性。

在系統(tǒng)測試中，主要包含兩個(gè)方面：（1）設(shè)備功能測試。在此測試中，主要需要進(jìn)行設(shè)備硬件測試、系統(tǒng)功能測試、業(yè)務(wù)功能測試與聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)檢查測試。在設(shè)備硬件測試中，需要完成設(shè)備單板加載、復(fù)位與倒換測試，需要完成各個(gè)處理模塊閥值與占用性測試，需要完成系統(tǒng)通信物理端口連接正確性測試以及重啟測試；在系統(tǒng)功能測試中，需要測試人機(jī)接口安全性、信令跟蹤管理以及時(shí)鐘同步性能；在業(yè)務(wù)功能測試中，需要測試呼叫處理功能、媒體控制功能、安全保密功能以及移動性管理功能等；在聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)檢查測試中，需要進(jìn)行網(wǎng)管系統(tǒng)接口測試、路由測試、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)接口測試以及計(jì)費(fèi)話單測試等。（2）撥打測試。在撥打測試中，主要包含本地業(yè)務(wù)測試與漫游業(yè)務(wù)測試。在本地業(yè)務(wù)測試中，主要包含了互通測試、省際互通測試；在漫游業(yè)務(wù)測試中，主要包含了省際漫游短信測試、基本語音主叫測試、漫游分組域業(yè)務(wù)測試、省際漫游可視電話業(yè)務(wù)主叫測試等。

2.2.4 效果分析

在改造工作完成后，在軟交換端局上，其網(wǎng)元包含MSC7、MSC8、MSC9、MSC10、MSC11、MSC12，設(shè)備最大容量合計(jì)為540萬，3G容量合計(jì)為152萬，現(xiàn)網(wǎng)容量為530萬，在軟交換容災(zāi)Server設(shè)置中，其網(wǎng)元包含容災(zāi)Server1和容災(zāi)Server2，設(shè)備廠家分別為中興及華為，可以保證設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量，現(xiàn)網(wǎng)容量分別為105萬與84萬，其中3G容量分別為30萬、24萬。

在該項(xiàng)目建設(shè)完成后，其在當(dāng)年十一期間忙時(shí)，交換機(jī)話音BHCA負(fù)荷比是14.02%、VLR利用率是31.07%、VLR登記用戶數(shù)達(dá)到122.1萬戶、A接口話務(wù)量（Erl）為19015、每VLR用戶話務(wù)量（Erl）達(dá)到0.0156、短消息收發(fā)次數(shù)為280.9萬次。在改造工程完成后，各個(gè)核心網(wǎng)設(shè)備容量設(shè)置、總體網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)、建網(wǎng)模式、容量配比設(shè)計(jì)均具有較高合理性，其核心網(wǎng)系統(tǒng)容量可以滿足當(dāng)年移動業(yè)務(wù)發(fā)展需求，且具有后續(xù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力[3]。

在核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組織中，當(dāng)?shù)剡B通核心網(wǎng)利用此軟交換技術(shù)，在電路域端局設(shè)備應(yīng)用了軟交換架構(gòu)，通過這種大本地網(wǎng)模式建網(wǎng)，其具有相對較少的軟交換端局?jǐn)?shù)量，和利用匯接網(wǎng)元轉(zhuǎn)接方案進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)可以讓居間轉(zhuǎn)接信令與話務(wù)得到有效減少，利用中繼鏈路，此軟交換端局MCW設(shè)備間可以得到網(wǎng)狀網(wǎng)互聯(lián)，可以讓現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)疏通要求得到滿足；與此同時(shí)，將中繼鏈路與直達(dá)中繼設(shè)置在各個(gè)軟交換端局MCW和現(xiàn)網(wǎng)3對關(guān)口局之間，開展軟交換改造工作，此網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)具有后續(xù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力。在未來發(fā)展中，依托此改造工程，當(dāng)?shù)刂饾u完成了移動核心網(wǎng)電路域全I(xiàn)P化的改造工作，且完成了移動與固定語音網(wǎng)關(guān)口局融合優(yōu)化工作。

3 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合實(shí)際情況，利用科學(xué)的話路設(shè)計(jì)方案、信令設(shè)計(jì)方案，完成割接準(zhǔn)備工作、SC數(shù)據(jù)修改工作以及系統(tǒng)測試等工作，可以讓軟交換技術(shù)在WCDMA核心網(wǎng)中得到合理應(yīng)用，可以讓移動業(yè)務(wù)發(fā)展需求得到滿足，讓后續(xù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展得到支持，這對于我國移動通信的未來發(fā)展具有重要意義。