MSC POOL介绍及维护

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介绍

MSC1MSC2MSC3RNC/BSC 图1 MSC Pool组网示意图

在传统的移动通信网络中，一个RNC/BSC只能连接一个MSC，而在MSC Pool组网中，一个RNC/BSC可以连接多个MSC。这种组网与传统组网相比，具有如下的优势：

1) 负荷分担：在MSC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； 2) 容灾：实现MSC级的容灾备份；

3) 减少局间位置更新，降低C/D接口信令流量，提供了MSC的容量增益； 4) 减少局间切换，提高用户通话质量； 5) 简化网络规划：核心网和接入网分开规划； 6) 减少工程临时割接工作量，提高网络可靠性。

1 概念

1.1.1 相关概念

1. NNSF（NAS node selection Function）

非接入层节点选择功能，用于为一个MS选择服务的MSC节点。 2. NRI（Network Resource Identifier）

网络资源标识，用于标识服务于一个特定MS的MSC节点。 3. null-NRI

空NRI，不标识一个具体的MSC，Pool内MSC可以共用null-NRI。在MSC Pool进行负荷重分配时使用，与普通的NRI统一编码，在规划时指定其中一个为null-NRI。通常情况下，

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一个MSC Pool只需要分配一个null-NRI；

4. non-broadcast LAI

非广播LAI，每个MSC分配一个non-broadcast LAI，在BSC/RNC无需配置。Non-broadcast LAI在MSC Pool进行负荷重分配时使用，与普通的LAI统一编码，可以从规划的LAI中选取在现网还没有使用的LAI作为non-broadcast LAI。MSC Pool中的每个MSC必须配置本MSC Pool中其他MSC的non-broadcast LAI，因为MSC Pool内MSC间迁移用户的处理中，目标MSC将基于non-broadcast LAI确定服务于MS的原MSC的地址，并从服务于MS的原MSC取得用户信息（用户的IMSI及未被使用的加密参数信息）。

2 技术原理

这部分描述MSC Pool的技术实现原理。

2.1 NRI及TMSI 2.1.1 NRI

MSC Pool内的每个MSC必须被分配一个或多个NRI，这些NRI用于标识MSC Pool内不同的MSC。

当MS初次注册到MSC Pool内的一个MSC时，这个MSC将分配含有本局NRI的TMSI给MS。后续，MS再次发起业务时将携带NRI信息，RNC/BSC将利用NRI信息将MS发起的业务路由到NRI对应的MSC。这样保证MSC Pool area内的MS每次发起的业务均能够被路由到MS已注册的MSC（这样，MS在MSC Pool area内漫游时，无需更改服务MSC。与传统组网相比，这可以减少C/D接口的位置更新信令）。

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2.1.2 TMSI结构

313029VLRrestart282726252423222120191817161514131211109876543210CS/PSused NRI range 图2 TMSI的结构

31～30bit：CS/PS业务指示。 29bit：VLR重启计数。

23～nbit（n≥14）：NRI。NRI长度可变，最大10bit，当NRI长度不为0时，NRI由高位23bit开始，长度为0表示不启用MSC Pool功能。

24～28bit & 0～(n-1)bit：User ID，用户标识。

注：

MSC Pool内各MSC及其服务的MSC Pool area内的各RNC/BSC中配置的NRI长度必须相同，且各MSC的NRI不能相同。overlapping MSC Pool area的情况下，要求各MSC Pool area中的各个RNC/BSC及其对应的MSC Pool内的各MSC中配置的NRI长度必须相同，且各MSC的NRI不同。

2.1.3 MSC支持的NRI能力及容量

NRI的取值长度和User ID范围是相互竞争的，当NRI取值长，标识Pool内MSC的个数就多，可用于User ID标识用户的bit位就少，MSC/VLR能够管理的用户数也会减少；而NRI取值短，标识Pool内MSC的个数就少，可用于User ID标识用户多，MSC/VLR能够管理的用户数就多。

NRI长度与User ID之间的关系如下表：

Pool内可标识NRI长度 MSC最大个数 5bit 6bit 2014-11-26

Pool内每个MSC能够管理的最大用户数 2^5=32 2^6=64 2^(29-5)=16,777,216 2^(29-6)=8,388,608 华为机密，未经许可不得扩散

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Pool内可标识NRI长度 MSC最大个数 7bit 8bit 2^7=128 2^8=256 2^(29-7)=4,194,304 2^(29-8)=2,097,152 Pool内每个MSC能够管理的最大用户数 综合考虑MSC Pool的规模及单MSC的支持能力，建议NRI的长度为6bit，一个Pool内最多标识64个MSC，每个MSC最多可以管理838万用户。

2.2 负荷分担及容灾

2.2.1 NNSF（NAS node selection Function）

在MSC Pool的组网中，由于一个RNC/BSC与MSC Pool内的多个MSC连接，所以当RNC/BSC业务区中的MS发起新的业务时，需要RNC/BSC为MS发起的业务选择一个服务的MSC（这里为MS选择服务MSC的功能被称为NNSF功能）：

1. 当MS以IMSI/IMEI发起业务时，RNC/BSC采用负荷分担算法，根据MSC Pool内各

有效的MSC的用户容量的比例来选择一个有效的MSC作为MS的服务MSC。MS以IMSI发起业务的情况下，被选择的MSC将分配含有本局NRI的TMSI给MS。

MSC PoolMSC1MSC2用户容量:4用户容量:34:3RNC/BSC14:3RNC/BSC24:3RNC/BSC3MSC Pool area图3 负荷分担

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2. 当MS以TMSI发起业务时，RNC/BSC根据自身配置的NRI与MSC Pool内MSC的对

应关系为MS选择服务的MSC。当被选择的MSC无效或无NRI与MSC的对应关系时，RNC/BSC采用负荷分担算法，根据MSC Pool内各有效MSC的用户容量的比例来选择一个有效的MSC作为服务的MSC。被选择的MSC将分配含有本局NRI的TMSI给MS（如果是漫游进来的其他MSC中的用户注册到被选择的MSC，被选择的MSC需要先通过E接口到用户原注册的MSC取用户标识信息或通过空口取用户标识信息并完成位置更新，同时分配含有本局NRI的TMSI给MS）。

3. 当MSC以IMSI寻呼被叫MS时，RNC/BSC将临时存储IMSI与发寻呼的MSC的对应

关系。当被寻呼的MS以IMSI寻呼响应返回给MSC时，如果携带了NRI（在3G的情况下，网络采用IMSI寻呼MS，如果USIM卡中含有TMSI，MS在初始直传消息中的IDNNS信元中将携带NRI信息，寻呼响应消息中将携带IMSI信息），RNC将按NRI和MSC的对应关系选择一个MSC；否则RNC/BSC将根据临时存储的IMSI与MSC的对应关系为MS选择服务的MSC。这样能够使寻呼响应被发送到发寻呼的MSC，保证呼叫成功。当被选择的MSC无效或不能通过对应关系选择MSC时，RNC/BSC将采用上述负荷分担算法选择一个有效的MSC。如果接收寻呼响应的MSC不是下发寻呼的MSC，1）在寻呼响应用户重分配软参打开情况下，MSC会通过TMSI重分配命令将non-broadcast LAI及null-NRI发送给MS，使MS重新发起位置更新重新注册到MSC Pool内的有效的MSC中；2）在寻呼响应重分配软参关闭情况下，MSC对MS进行隐式位置更新，将MS注册到该MSC。

2.2.2 切换

1. MSC Pool area内的切换：由于MSC Pool area内的任意一个LA均被MSC Pool内

所有的MSC所服务，所以MS通话过程中在MSC Pool area内移动时，只进行MSC内切换，不进行MSC间切换（与传统组网相比，这可以减少局间切换，提高用户通话质量）。

2. 切入MSC Pool area：MSC Pool外的MSC可以将MSC Pool内的任意一个MSC配

置为切换的目的MSC，但为了避免切入MSC Pool area的局间切换负荷集中于MSC Pool内的一个MSC上及为了降低MSC单点故障的影响，需要通过数据配置规

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划将MSC Pool外的各MSC的切换目标分别配置为MSC Pool内不同的MSC。 3. 切出MSC Pool area ：针对MSC Pool area外的邻近LA，由对应MSC服务，所以

MSC Pool内的各MSC配置该MSC作为切换目的MSC（这个同现网MSC的配置）。

2.2.3 容灾

实际上，上述的负荷分担处理使MSC Pool组网具备了一定的MSC级的容灾能力。 1. 主叫情况

当MSC Pool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) 在用户发起位置更新的情况下，新MSC直接对MS位置更新使MS注册到该

MSC中，同时分配含有本局NRI的TMSI给MS；

2) 在用户发起呼叫的情况下，新MSC指示MS为未标识的用户，MS会重新注册

到MSC Pool中的一个有效的MSC中。在准许隐式位置更新的情况下（可配置），新MSC完成对MS的隐式位置更新使MS注册到该MSC中，同时分配含有本局NRI的TMSI给MS，并完成本次始发呼叫。

2. 被叫情况

上述的负荷分担算法无法实现对被叫业务的容灾。

关于被叫业务的容灾华为有被叫解决方案可以解决，请参见被叫解决方案部分的描述。

2.3 被叫解决方案 2.3.1 被叫问题

MSC Pool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从而注册到MSC Pool内其他有效的MSC后，才能够做被叫。

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HLRPRN(to MSC1)STPMSC1MSC2MSC Pool图4 被叫问题

MSC3 另外，当故障MSC恢复后，对该MSC中的用户发起呼叫时，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MSC Pool组网情况下由于MSC Pool area区域很大而不会启用全网寻呼，所以这也会导致被叫失败的情况发生。

为了解决这些问题，需要做特别的处理，如下将描述解决被叫问题的组网及原理。

2.3.2 组网

支持两种组网方案，链式备份组网和集中备份组网。 1. 链式备份

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HLRSTPSTPMSC PoolMSC/VLR1MSC/VLR2MSC/VLR3RNC/BSCRNC/BSCMSC Pool area图5 链式备份

无专用的备份MSC/VLR，MSC Pool内的每个MSC/VLR均是主用MSC/VLR同时也是其他MSC/VLR的备份MSC/VLR。如上图箭头所示，MSC/VLR1为MSC/VLR3的备份，MSC/VLR2为MSC/VLR1的备份，MSC/VLR3为MSC/VLR2的备份。

这种链式的方式不是必须的，可以是MSC/VLR1为MSC/VLR2和MSC/VLR3同时备份，再由MSC/VLR2或MSC/VLR3为MSC/VLR1备份。

2. 集中备份

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HLRSTPSTPMSC PoolMSC/VLRMSC/VLR1MSC/VLR2MSC/VLR3RNC/BSCRNC/BSCMSC Pool area图6 集中备份

采用专用的集中备份MSC/VLR。集中备份MSC/VLR只承担被叫恢复业务处理，不承担任何其他的业务处理。

2.3.3 原理

MSC Pool内某MSC故障后，要实现对被叫业务的恢复，需要实现如下的功能：1.需要实现对PRN信令的备份处理（将PRN信令路由到其他有效的MSC进行处理）；2.在备份MSC寻呼被叫时，需要知道被叫所在的LAI（否则需要全网寻呼），这就需要对用户数据（LAI信息）进行备份。

1. 对PRN信令的备份处理的实现

1) 采用路由优先级方式实现对PRN信令的备份处理

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HLRPRN(to MSC1)STPMSC1(AA)MSCb(BB,AA) 图7 路由优先级

MSCb为MSC1的备份局时，在STP上要配置两条路由：STP到MSC1的信令点AA的直达路由配置为高优先级路由，而STP经过MSCb的BB信令点到达AA的迂回路由配置为低优先级路由。同时，在MSCb需要将信令点BB配置为信令点AA的互助信令点。

这样正常情况下经过STP发送给信令点AA的信令均会由高优先级直达路由发送给MSC1，当MSC1故障后，STP到信令点AA的信令则会由低优先级迂回路由发送给MSCb，由于MSCb中BB为信令点AA的互助信令点，此时该信令在MSCb落地处理。

注：

如果是本地HLR与MSC之间采用直连的方式，则要求在HLR上配置备份路由，这与采用STP的方式在处理逻辑上相同。

2) 采用SCCP信令点负荷分担方式实现对PRN信令的备份处理

HLRPRN(to MSC1)STPMSC1(AA,GT1)MSCb(BB) 图8 SCCP信令点负荷分担

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