Mô hình chuyển mạch kênh đa xử lý trong mạng lõi hệ thống thông tin di động

DANH MỤC CÁC CHỮ TẮT VÀ KÝ HIỆU ATM Asynchronous Transfer Mode Giao thức truyền bất đồng bộ BICC Bearer Independent Call Control Protocol Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Học viên thực hiện

Nguyễn Sơn Hà

LỜI CẢM ƠN

Hiện nay thị trường thông tin di động nước ta đã bước vào giai đoạn bão hòa, các nhà mạng như Viettel, Mobifone, Vinaphone đang có sự cạnh tranh vô cùng khốc liệt với nhiều chương trình khuyến mãi được đưa ra để giành giật thị phần Bên cạnh chính sách khuyến mãi hấp dẫn, sự ổn định của mạng lưới là một yêu cầu bắt buộc đối với các nhà mạng tạo lòng tin và sự hài lòng cho khách hàng

Để nâng cao độ an toàn mạng, đảm bảo mạng lưới luôn luôn hoạt động ổn định phục vụ khách hàng thì độ an toàn của mạng lõi đóng vai trò vô cùng quan trọng

Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông tại trường đại học Hàng hải Việt Nam và sau thời gian làm việc tại trung tâm thông tin di động khu vực V nay là Trung tâm quản lý và điều

hành mạng MobiFone cùng với sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Xuân Việt, em

đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Mô hình

chuyển mạch kênh đa xử lý trong mạng lõi hệ thống thông tin di động” Đề tài

này sẽ là cơ sở lý thuyết để triển khai mô hình chuyển mạch kênh mới thay thế mô hình chuyển mạch kênh truyền thống đang áp dụng tại các nhà mạng viễn thông Với mô hình mới này các khách hàng trong cùng một khu vực có thể được phục vụ bởi một nhóm các MSC và các MSC trong nhóm này có thể chia sẻ tài nguyên và

dự phòng cho nhau đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Trần Xuân Việt đã trực tiếp

hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC CHỮ TẮT VÀ KÝ HIỆU v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.Lịch sử phát triển mạng thông tin di động 2

1.2.Cấu trúc địa lý của mạng 3

1.2.1.Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) 3

1.2.2.Vùng phục vụ MSC 3

1.2.3.Vùng định vị (LA - Location Area) 3

1.2.4.Cell (Tế bào hay ô) 4

1.3.Mô hình hệ thống thông tin di động hiện nay 4

1.4.Các thành phần chức năng trong hệ thống 5

1.4.1.Trạm di động (MS - Mobile Station) 5

1.4.2.Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) 5

1.4.3.Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem) 6

1.4.4.Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) 9

CHƯƠNG II: MÔ HÌNH CHUYỂN MẠCH KÊNH ĐA XỬ LÝ MSC 2.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10

2.1.1.MGW cung cấp chức năng A-Flex/Iu-Flex 11

2.1.2.MGW quản lý giao diện A 14

2.2.Các tham số cơ bản của mô hình đa xử lý MSC 16

2.2.1.MSC Pool và khu vực MSC Pool 16

2.2.2.RNC/BSC ngoài khu vực MSC Pool 16

2.2.3.NNSF 17

2.2.4.TMSI 17

2.2.5.NRI 18

2.3.Phương thức hoạt động của mô hình đa xử lý MSC 24

2.3.1.Chức năng NNSF 24

2.3.2.Cân bằng tải 27

2.3.3.Chuyển giao (Handover) 30

2.3.4.Cơ chế dự phòng trong MSC Pool 31

2.3.5.Điều khiển tìm gọi (Paging) 41

2.3.6.Cập nhật vị trí kết hợp thông qua giao diện Gs 42

2.3.7.Chuyển đổi thuê bao giữa các MSC 43

2.3.8.Cân bằng tải MGW 47

2.3.9.Nguyên tắc tính cước 48

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI MÔ HÌNH TẠI MOBIFONE 3.1.Thiết kế mạng đa xử lý MSC 50

3.1.1.Nguyên tắc chung khi thiết kế 50

3.2.Các tham số thiết kế mạng 51

3.2.1.Các tham số về dung lượng trong 01 MSC Pool 51

3.2.2.Tham số NRI 51

3.3.Thiết kế mạng MSC Pool trung tâm V 52

3.3.1.Dung lượng hiện tại của trung tâm V 52

3.3.2.Thiết kế cấu hình mạng 52

3.3.3.Thiết kế cấu hình mạng 54

3.4.Hoạt động thực tế của mô hình đa xử lý tại Trung tâm V 56

3.4.1.Phương thức xử lý khi MSC có sự cố 56

3.4.2.Phương thức xử lý khi MGW có sự cố 58

3.5.Mô phỏng trên thực tế với 1 thuê bao 60

3.5.1.Mô phỏng tình huống thuê bao đang ở MSC2 chuyển sang MSC3 60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC CÁC CHỮ TẮT VÀ KÝ HIỆU

ATM Asynchronous Transfer Mode Giao thức truyền bất đồng bộ

BICC Bearer Independent Call Control Protocol Giao thức điều khiển cuộc gọi độc lập với kênh thoại BSC Base Station Controller Phần tử điều khiển trạm gốc

BSSAP Base Station Subsystem

Application Part

Phần ứng dụng hệ thống con BSS

CN-ID Core Network Identification Thông số nhận dạng mạng lõi

GMSC Gateway Mobile Switching Center Cổng trung tâm chuyển mạch di

động HLR Home Location Register Thanh ghi địa chỉ thường trú

IMSI International Mobile Subscriber

Identity

Thông số xác định thuê bao quốc tế

LAI Location Area Identity Thông số xác định vùng định vị

MTP3 MAP Mobile Application Part Phần tử ứng dụng di động

MSRN Mobile Station Roaming Number Số chuyển vùng di động

NNSF NAS Node Selection Function Chức năng chọn node mạng NAS NRI Network Resource Identifier Thông số nhận dạng tài nguyên

mạng

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1-1 Lịch trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP 11

Hình 1-2 Mô hình hệ thống thông tin di động hiện nay 14

Hình 2-1 Mô hình tổng quan đa xử lý MSC trong mạng lõi

Hình 2-2 MGW cung cấp chức năng the A-Flex (M3UA agent

networking)

22

Hình 2-11 Backup bản tin báo hiệu PRN thông qua độ ƣu tiên

route

44 Hình 2-12 Backup PRN bản tin báo hiệu qua điểm báo hiệu

SCCP

44

Hình 2-14 First MT recovery flow in centralized backup mode 47

Hình 2-15 First MT recovery flow in chain backup mode 49

Hình 2-16 Quy trình cập nhật vị trí trong chế độ inter-MSC

E-interface

53

Hình 3-4 Hiển thị trên điện thoại của khách hàng 58

MỞ ĐẦU

Mô hình thông tin di động mạng lõi (CORE NETWORK) hiện nay được chia làm 2 loại chính là : Mô hình chuyển mạch kênh (CS) và mô hình chuyển mạch gói (PS)

Chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switch) là sơ đồ chuyển mạch trong đó

thiết bị chuyển mạch thực hiện các cuộc truyền tin bằng cách thiết lập kết nối chiếm một tài nguyên mạng nhất định trong toàn bộ cuộc truyền tin Kết nối này là tạm thời, liên tục và dành riêng Tạm thời vì nó chỉ được duy trì trong thời gian cuộc gọi Liên tục vì nó được cung cấp liên tục một tài nguyên nhất định (băng thông hay dung lượng và công suất) trong suốt thời gian cuộc gọi

Chuyển mạch gói (PS: Packet Switch) là sơ đồ chuyển mạch thực hiện

phân chia số liệu của một kết nối thành các gói có độ dài nhất định và chuyển mạch các gói này theo thông tin về nơi nhận được gắn với từng gói và ở PS tài nguyên mạng chỉ bị chiếm dụng khi có gói cần truyền

Nội dung xuyên suốt của luận văn này sẽ nghiên cứu chi tiết về mô hình chuyển mạch kênh cũng như đưa ra các ứng dụng của mô hình này trên thực tế Cụ thể luận văn được chia làm các chương như sau:

Chương I sẽ đề cập tới những vấn đề cơ bản nhất về hệ thống thông tin di

động đang sử dụng hiện nay

Chương II trình bày về cơ sở lý thuyết và thực nghiệm để triển khai mô

hình Sau đó sẽ phân tích các tham số cũng như phương thức hoạt động của mô hình đa xử lý trong mạng lõi

Chương III là quá trình triển khai trên thực tế và thực hiện mô phỏng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG

THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Lịch sử phát triển mạng thông tin di động

Lịch sử mạng thông tin di động được coi là bắt đầu từ năm 1992 khi mà chuẩn GSM đầu tiên trên thế giới được phát hành bởi Viện tiêu chuẩn viễn thông

Châu Âu ETSI (European Telecommunications Standards Institute)

Những năm sau đó, hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM phát triển một cách mạnh mẽ, cùng với sự gia tăng nhanh chóng của các nhà điều hành, các mạng

di động mới, thì số lượng các thuê bao cũng gia tăng một cách chóng mặt

Năm 2000 và 2001 được lưu ý nhất với việc phát hành R99 và R4 Trong đó R4 là việc lần đầu tiên phân tách MSC thành 2 khối xử lý riêng biệt là MSC server

và Media Gateway (MGW) Đây là chính là tiền đề cho việc triển khai mô hình đa

xử lý trong mạng lõi (Core Network) như hiện nay

Năm 2000, GPRS được ứng dụng Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) được đi vào hoạt động, số thuê bao GSM đã vượt quá 500 triệu Năm 2003, mạng EDGE đi vào hoạt động

Cho đến năm 2006 số thuê bao di động đã lên tới con số 2 tỉ với trên 700 nhà điều hành, chiếm gần 80% thị phần thông tin di động trên thế giới Theo dự đoán của GSM Association, năm 2007 số thuê bao GSM sẽ đạt 2,5 tỉ

Hình 1-1 Lịch trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP

1.2 Cấu trúc địa lý của mạng

Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quạn trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng

Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network)

Vùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thành viên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau

ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới

Phân cấp tiếp theo là vùng phục vụ PLMN, đó có thể là một hay nhiều vùng trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng phục vụ

Kết nối các đường truyền giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác (cố định hay di động) đều ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center) G-MSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN

Vùng phục vụ MSC

MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt là tổng đài di động) Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR

Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR

Vùng định vị (LA - Location Area)

Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA Vùng định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR, mà ở đó một trạm di động

có thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài

MSC/VLR điều khiển vùng định vị này Vùng định vị LA đƣợc hệ thống sử dụng

để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động

Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity):

LAI = MCC + MNC + LAC

MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia

MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động

LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit)

Cell (Tế bào hay ô)

Vùng định vị đƣợc chia thành một số ô mà khi MS di chuyển trong đó thì không cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng Cell là đơn vị cơ sở của mạng, là một vùng phủ sóng vô tuyến đƣợc nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu (CGI) Mỗi ô đƣợc quản lý bởi một trạm vô tuyến gốc BTS

CGI = MCC + MNC + LAC + CI

CI (Cell Identity): Nhận dạng ô để xác định vị trí trong vùng định vị

1.3 Mô hình hệ thống thông tin di động hiện nay

GMSC

Network Subsystem

AUC EIR HLR

Other Networks

Note: Interfaces have been omitted for clarity purposes.

GGSN SGSN

Node B

1.4 Các thành phần chức năng trong hệ thống

Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network) theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính sau:

 Trạm di động MS (Mobile Station)

 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)

 Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)

 Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem)

Trạm di động (MS - Mobile Station)

Trạm di động (MS) bao gồm thiết bị trạm di động ME (Mobile Equipment)

và một khối nhỏ gọi là mođun nhận dạng thuê bao (SIM-Subscriber Identity Module)

Trạm di động ở GSM thực hiện hai chức năng:

 Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê bao di động với mạng qua đường vô tuyến

 Đăng ký thuê bao, ở chức năng thứ hai này mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi là SIM card Trừ một số trường hợp đặc biệt như gọi cấp cứu… thuê bao chỉ có thể truy nhập vào hệ thống khi cắm thẻ này vào máy

Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem)

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông qua giao diện vô tuyến Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân

hệ chuyển mạch SS Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận hành và bảo dưỡng OSS Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:

 TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit): Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ

 BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc

 BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc

Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem)

Phân hệ chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:

 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động MSC

 Thanh ghi định vị thường trú HLR

 Thanh ghi định vị tạm trú VLR

 Trung tâm nhận thực AuC

 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR

Phân hệ chuyển mạch (SS) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người

sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

1.4.1.1 Trung tâm chuyển mạch di động MSC:

Tổng đài di động MSC (Mobile services Switching Center) thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua tổng đài cổng GMSC (Gateway MSC)

Chức năng chính của tổng đài MSC:

 Xử lý cuộc gọi (Call Processing)

 Điều khiển chuyển giao (Handover Control)

 Quản lý di động (Mobility Management)

 Tương tác mạng IWF(Interworking Function): qua GMSC

Hình 1-3 Chức năng xử lý cuộc gọi của MSC

(1): Khi chủ gọi quay số thuê bao di động bị gọi, số mạng dịch vụ số liên kết của thuê bao di động, sẽ có hai trường hợp xảy ra :

 (1.a) – Nếu cuộc gọi khởi đầu từ mạng cố định PSTN thì tổng đài sau khi phân tích số thoại sẽ biết đây là cuộc gọi cho một thuê bao di động Cuộc gọi sẽ được định tuyến đến tổng đài cổng GMSC gần nhất

 (1.b) – Nếu cuộc gọi khởi đầu từ trạm di động, MSC phụ trách ô mà trạm di động trực thuộc sẽ nhận được bản tin thiết lập cuộc gọi từ MS thông qua BTS có chứa số thoại của thuê bao di động bị gọi

(2): MSC (hay GMSC) sẽ phân tích số MSISDN (The Mobile Station ISDN) của thuê bao bị gọi để tìm ra HLR nơi MS đăng ký

(3): MSC (hay GMSC) sẽ hỏi HLR thông tin để có thể định tuyến đến MSC/VLR quản lý MS

(4): HLR sẽ trả lời, khi đó MSC (hay GMSC) này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS Như vậy có thể nối thông một cuộc gọi ở mạng GSM, đó là chức năng

xử lý cuộc gọi của MSC

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này Các thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF (Inter Networking Function) IWF bao gồm một thiết bị để thích

ứng giao thức và truyền dẫn IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay

có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở

1.4.1.2 Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register):

HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê bao, các thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao

1.4.1.3 Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register):

VLR là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ của MSC Mỗi MSC có một VLR, thường thiết kế VLR ngay trong MSC Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng MSC mới VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR Đồng thời HLR sẽ được thông báo rằng MS đang ở vùng MSC nào Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR, có thể coi VLR như một HLR phân bố VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC Nhưng khi thuê bao tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên quan tới nó cũng hết giá trị

Hay nói cách khác, VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu trữ tạm thời thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR

VLR bao gồm:

 Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI

 Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS

 Danh sách các dịch vụ mà MS được và bị hạn chế sử dụng

 Trạng thái của MS ( bận: busy; rỗi: idle)

1.4.1.4 Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register):

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng

di động quốc tế (IMEI-International Mobile Equipment Identity) và chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị Một ME sẽ có số IMEI thuộc một trong ba danh sách sau:

1 Nếu ME thuộc danh sách trắng ( White List ) thì nó được quyền truy nhập và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký

2 Nếu ME thuộc danh sách xám ( Gray List ), tức là có nghi vấn và cần kiểm tra Danh sách xám bao gồm những ME có lỗi (lỗi phần mềm hay lỗi sản xuất thiết bị) nhưng không nghiêm trọng tới mức loại trừ khỏi hệ thống

3 Nếu ME thuộc danh sách đen ( Black List ), tức là bị cấm không cho truy nhập vào hệ thống, những ME đã thông báo mất máy

1.4.1.5 Khối trung tâm nhận thực AuC (Aunthentication Center)

AuC được nối đến HLR, chức năng của AuC là cung cấp cho HLR các tần

số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đường vô tuyến cũng được AuC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao Cơ sở dữ liệu của AuC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS)

OSS (Operation and Support System) thực hiện 3 chức năng chính:

1) Khai thác và bảo dưỡng mạng

2) Quản lý thuê bao và tính cước

3) Quản lý thiết bị di động

CHƯƠNG II: MÔ HÌNH CHUYỂN MẠCH KÊNH ĐA XỬ LÝ MSC

TRÊN THỰC TẾ

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Mô hình đa xử lý trong mạng lõi hệ thống thông tin di động hay nói cách khác là mô hình gồm nhiều MSC liên kết với nhau (MSC Pool) là giải pháp được thiết kế để nâng cao độ tin cậy của mạng lưới Đối với mạng truyền thống, một BSC/RNC chỉ có thể kết nối đến một MSC server điều này gây mất an toàn mạng khi một MSC bị lỗi các BSC/RNC do MSC server này quản lý sẽ mất kết nối hoàn toàn Trong mạng MSC Pool, một BSC/RNC có thể kết nối đến nhiều MSC server do đó khi một MSC Server bị lỗi các kết nối đến các BSC/RNC của MSC này chỉ bị ảnh hưởng một phần nhỏ và có thể chuyển kết nối sang các MSC khác một cách nhanh chóng Với kiến trúc mạng Pool sẽ có những thuận lợi sau:

 Chia sẻ tài nguyên: chia sẻ tải giữa các MSC server có thể làm tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên trong toàn bộ mạng core và vốn đầu tư thiết bị dự phòng

 Dự phòng: Các MSC trong một MSC Pool có thể backup cho nhau

 Giảm tải báo hiệu mạng core: với MSC khi thuê bao di chuyển từ LAI này sang LAI khác trong một MSC Pool thì không cần phải thực hiện thủ tục Location Update Inter MSC và giảm số lần HO Inter MSC

 Việc thiết kế mạng được đơn giản hơn: mạng core và mạng truy nhập được planning độc lập

 Việc cắt giảm tải tạm thời cho một MSC trong Pool được thực hiện dễ dàng và độ tin cậy của mạng được cải thiện

Hình 2-1: Mô hình tổng quan đa xử lý MSC trong mạng lõi thông tin di động

MGW cung cấp chức năng A-Flex/Iu-Flex

Trong mạng MSC Pool yêu cầu các BSC/RNC phải có chức năng nhận dạng tất cả các MSC trong Pool và lựa chọn một MSC để phục vụ cho MSC theo thuật toán cân bằng tải Chức năng này đƣợc gọi là A-Flex đối với BSC và Iu-Flex đối với RNC

Tuy nhiên thực tế trên mạng của các nhà khai thác thì các BSC/RNC bao giồm nhiều hãng sản xuất khác nhau dẫn đến có BSC có hổ trợ tính năng này có BSC/RNC không hổ trợ Do đó thật khó để nâng cấp BSC/RNC trên mạng hiện tại

để hỗ trợ chức năng A-Flex/Iu-Flex

Để giải quyết vấn đề trên, MGW của Huawei hỗ trợ tính năng thay thế BSC/RNC cung cấp chức năng A-Flex/Iu-Flex Khi đó, các BSC không cần phải

nâng cấp mà vẫn có thể đưa vào Pool thông qua MGW Chức năng này được

hỗ trợ từ MSOFTX3000 V100R006C02 và MGW version tương ứng

2.1.1.1 Cơ chế hoạt động

Một BSC trong mạng truyền thống chỉ có thể kết nối đến một MSC server

Để BSC/RNC có thể kết nối vào MSC Pool (nghĩa là cho phép BSC/RNC có thể kết nối với nhiều điểm báo hiệu) mà không cần phải nâng cấp, tất cả các MGW phải sử dụng điểm báo hiệu duy nhất để kết nối đến các BSC/RNC Lúc này MGW đóng vai trò giống như một MSC ảo để BSC/RNC kết nối Để thực hiện chức năng này, có 2 chế độ báo hiệu kết nối giữa MSC Server và MGW trong mạng được sử dụng: chế độ M3UA agent networking và M3UA forwad networking, như hình 1-1 và hình 1-2 tương ứng

2.1.1.2 M3UA agent networking

Hình 2-2: MGW cung cấp chức năng the A-Flex (M3UA agent networking)

Trong chế độ này các MSC Server kết nối với MGW sử dụng một điểm báo hiệu giống nhau AA để kết nối báo hiệu Sigtran và điểm báo hiệu này được dụng chung cho tất cả các MSC Server và MGW để kết nối với BSC Khi đó bản tin từ BSC thông qua kết nối SS7 được định tuyến đến MGW và MGW thực hiện chuyển tiếp bản tin này đến các MSC Server theo thuật toán cân bằng tải mà không cần phải đổi mã điểm báo hiệu DPC và ngược lại bản tin từ MSC Server

đến BSC sẽ được MGW chuyển tiếp đến BSC mà không cẩn phải thay đổi OPC Với chế độ này mạng được cấu hình khá đơn giản với MGW và MSC Server sử dụng chung điểm báo hiệu AA

2.1.1.3 M3UA forward networking

Hình 2-3: MGW cung cấp chức năng the A-Flex (M3UA forward networking)

Trong chế độ này MSC Server kết nối với MGW sử dụng hai điểm báo

hiệu khác nhau để kết kết nối báo hiệu M3UA Các MGW trên mạng khai báo

thêm một điểm báo hiệu chung AA để kết nối đến BSC Khi đó, một bản tin

từ BSC gửi đến MSC với DPC là AA sẽ được MGW chuyển đổi thành điểm báo

hiệu ZZ hoặc HH để định tuyến đến MSC Server tương ứng theo thuật toán cân

bằng tải của chức năng A- Flex Ngược lại, khi bản tin từ MSC Server gửi đến

BSC với OPC là ZZ hoặc HH thì sẽ được MGW chuyển đổi thành AA và gửi đến

cho BSC

Như vậy với chế độ này MGW sẽ thực hiện chức năng trung gian chuyển

đổi giữa điểm báo hiệu ảo AA sang điểm báo hiệu thực ZZ hoặc HH để MSC

Server và BSC có thể giao tiếp với nhau Nhược điểm của chế độ này là cần

nhiều điểm báo hiệu cho MGW và MSC Server điều này sẽ gây phức tạp cho

mạng lưới

2.1.1.4 Nguyên tắc lựa chọn giải pháp

Đối với mạng trong đó tất cả BSC/RNC đều không hỗ trợ chức năng A-Flex

và Iu-Flex thì lựa chọn chế độ M3UA agent networking để đơn giản cho mạng lưới

Đối với mạng hỗn hợp một số thiết bị BSC/RNC có hỗ trợ A-Flex và Flex và một số không hổ trợ A-FLex và Iu-Flex thì phải chọn chế độ M3UA Forward networking

Iu-MGW quản lý giao diện A

Khác với mạng truyền thống giao diện A được quản lý bởi MSC server Trong mạng MSC Pool do một BSC được có thể được điều khiển bởi nhiều MSC Server do đó việc khai báo các kênh thoại trên tất các các MSC Server này sẽ làm hạn chế hiệu quả sử dụng tài nguyên kết nối với BSC vì các kênh thoại khai báo cho MSC Server 1 không thể chia sẽ cho MSC Server 2 nếu hướng này bị nghẽn Điều này làm giảm khả năng sử dụng tài nguyên và gây những bất tiện trong vận hành khai thác Để giải quyết vấn đề này, MGW Huawei có hổ trợ giao diện A đến khai báo kết nối kênh thoại với MGW Khi đó các kênh thoại này

sẽ được sử dụng chung cho các MSC server trong Pool Hay nói cách khác MGW sẽ thay MSC server quản lý giao diện A

Hình 2-4: MGW quản lý mạch giao diện A

 MSC không quản lý các kênh thoại trên giao diện A MGW chịu trách nhiệm quản lý cấu hình và quản lý giao diện A Dữ liệu nhóm trung kế báo hiệu

và giao diện A từ MSC server đến BSC được cấu hình trên MSC server cho mục đích đo kiểm hiệu suất và tính cước Dữ liệu kênh thoại được cấu hình trên MGW

 Khi MSC server yêu cầu 1 giao diện A từ MGW để thiết lập kênh thoại, MGW sẽ lựa chọn kênh rổi cấp phát cho việc kết nối cuộc gọi

 Các lệnh bảo dưỡng trên kênh thoại được thực hiện trên MGW

 Tất cả các MSC server trong MSC Pool có thể chia sẻ mạch giao diện A bởi MGW quản lý giao diện A và giao diện A được chia sẻ bởi các VMGW

2.2 Các tham số cơ bản của mô hình đa xử lý MSC

MSC Pool và khu vực MSC Pool

Hình 2-5: Khu vực MSC Pool

Một nhóm các MSC tạo thành một MSC Pool Khu vực đƣợc phục vụ bởi một MSC Pool gọi là khu vực MSC Pool Từ phía BSC/RNC, nếu một hoặc nhiều hơn RNC/BSC thuộc một MSC Pool, tất cả các khu vực phục vụ của RNC/BSC bao gồm khu vực của MSC Pool Tất cả các thuê bao trong khu vực Pool sẽ đƣợc phục vụ bởi các MSC trong Pool

RNC/BSC ngoài khu vực MSC Pool

Một MSC trong Pool có thể điều khiển độc lập một hoặc nhiều RNC/BSC ngoài Pool Khi một mạng đƣợc nâng cấp hỗ trợ MSC Pool, các RNC/BSC tạm thời ở ngoài Pool

Hình 2-6: RNC/BSC ở ngoài vùng MSC Pool NNSF

NNSF cho phép lựa chọn MSC phục vụ cho MS Chức năng này có thể được tích hợp trong BSC, RNC hoặc MGW Khi một thuê bao thực hiện cập nhật nhật vị trí vào mạng thì tính năng sẽ thực hiện chức năng lựa chọn 01 MSC trong MSC Pool để thuê bao thực hiện cập nhật vị trí dựa vào tải dung lượng các MSC

TMSI

Lưu TMSI là thông số xác định thuê bao tạm thời cấp cho MS/UE khi MS/UE đăng ký với MSC TMSI được sử dụng để tăng tính bảo mật cho dữ liệu của thuê bao

Cấu trúc của TMSI được mô tả trong hình 1.3 Trong đó thông số để nhận dạng thuê bao thuộc MSC nào trong MSC Pool được tích hợp trong trường NRI của TMSI NRI (bit 23 →14 trong trường 32 bit của TMSI) được định nghĩa với

1 độ dài và tập giá trị tương ứng NRI có độ dài từ 1-10 bit và bắt đầu từ bit 23 VD: nếu NRI dài 10 bit, nó sẽ chiếm các bit từ 23-14 của TMSI

Khi một thuê bao thực hiện cập nhật vị trí thì MSC sẽ gán cho thuê bao 01 giá trị TMSI, giá trị này bao gồm giá trị NRI đã được cấu hình sẵn trên MSC

Bits 31-30 CS/PS service indicator

NRI

NRI được sử dụng để xác định MSC đang phục vụ cho MS/UE Khi một MS/UE cập nhật mạng lần đầu với MSC trong Pool, MSC sẽ cấp một TMSI bao gồm NRI local đến MS/UE Khi MS/UE yêu cầu dịch vụ (gọi đi, nhận cuộc gọi, ) thì MS/UE sẽ gửi lên mạng giá trị TMSI (bao gồm giá trị NRI) Dựa trên NRI, chức năng NNSF sẽ định tuyến dịch vụ được yêu cầu bởi MS/UE đến đúng MSC Bằng cách này, mỗi dịch vụ được thiết lập trên MS/UE trong MSC Pool có thể được định tuyến đến MSC tương ứng mà MS/UE đã đăng ký Khi MS/UE roaming trong MSC Pool, MSC đang phục vụ không cần thay đổi So sánh với mạng truyền thống, mạng MSC Pool giảm số bản tin báo hiệu LU truyền trên giao diện C/D

Giá trị NRI định nghĩa cho MSC duy nhất trong MSC Pool Khi MSC được chia thành nhiều MSC logic, NRI sẽ được ánh xạ đến MSC vật lý Để cung cấp chức năng MSC Pool, mỗi MSC thành viên phải được gán cho ít nhất một giá trị NRI mà độ dài không bằng 0 Nếu độ dài NRI bằng 0, MSC sẽ không gán cho bất kỳ NRI trong TMSI Do đó, chức năng MSC Pool không tồn tại (MSC không phải là thành viên của MSC Pool)

Một MSC trong MSC Pool có thể được gán nhiều hơn một giá trị NRI Mỗi lần gán thêm giá trị NRI mới, dung lượng của MSC sẽ tăng lên Tất cả các giá trị NRI trong một MSC Pool phải cùng độ dài Nếu NRI được cấu hình cho MSC trong Pool có độ dài khác nhau, NNSF không thể cân bằng tải khi định tuyến dịch vụ đến các MSC

Mỗi NRI phải duy nhất trong MSC Pool và MSC Pool lân cận

Khi MS roaming từ khu vực MSC Pool này sang khu vực Pool khác, NRI trong TMSI của MS giống với NRI của MSC đích trong Pool, MS sẽ được định tuyến đến MSC thông qua RNC/BSC Bởi vì sự chuyển tiếp của MS, tải của các MSC trong

MSC Pool đích trở nên mất cân bằng Do đó, khi MS cập nhật vị trí với MSC trong MSC Pool, MSC có thể phân phối lại MS đến MSC khác để đạt được

sự cân bằng tải giữa các MSC trong Pool:

 Sử dụng giải pháp 3GPP TS23.236, MSC phục vụ sẽ chỉ định 1 TMSI chứa NRI rỗng đến MS và thông báo MS rằng LAI hiện tại là non-broadcast LAI Sau đó, MS thực hiện lại thủ tục cập nhật vị trí với MSC Pool Trong quá trình này, chức năng NNSF của MGW sử dụng thuật toán cân bằng tải để chọn

ra MSC hợp lệ làm MSC phục vụ cho MS

 Sử dụng giải pháp inter-MSC redirection, MSC phục vụ chọn 1 MSC trong Pool bằng phương pháp xoay vòng Nếu MSC được chọn không phải là local MSC, MSC phục vụ gửi dữ liệu thuê bao được chọn đến MSC thông qua báo hiệu inter-MSC MAP Sau đó, MSC được chọn cập nhật vị trí thuê bao và cung cấp dịch vụ cho thuê bao

 Bit 3 của P1100 sử dụng để điều khiển chức năng này; khi thuê bao ngoài Pool sử dụng local NRI để cập nhật vị trí, bit 3 này sẽ xác định khi nào bắt buộc thực hiện chỉ định lại MSC trong Pool

 Bit 3=0: bắt buộc thực hiện chỉ định lại MSC trong Pool

 Bit 3=1: không bắt buộc thực hiện chỉ định lại MSC trong Pool

NRI rỗng

Là một loại đặc biệt của NRI và được mã hóa cùng với NRI chung Trong suốt quá trình chuyển thuê bao, giá trị NRI rỗng được sử dụng để hướng dẫn MGW chọn lại MSC phục vụ cho MS/UE Mỗi NRI rỗng là duy nhất trong MSC Pool

Non-Broadcast LAI

Là loại LAI đặc biệt, non-broadcast LAI được mã hóa cùng với LAI thông thường Trong suốt quá trình chuyển thuê bao, non-broadcast LAI được sử dụng để khởi tạo LU ngay lập tức sau khi hoàn tất dịch vụ đang sử dụng Ngoài ra, non- broadcast LAI có thể được sử dụng để xác định các MSC trong MSC Pool

Mỗi MSC trong MSC Pool phải được cấu hình với 1 non-broadcast LAI duy nhất Thêm nữa, trong suốt quá trình chuyển thuê bao inter-MSC trong MSC Pool, MSC đích xác định địa chỉ của MSC phục vụ MS/UE ban đầu dựa trên non-broadcast LAI và thu được thông tin thuê bao (IMSI và thông số mã hóa không sử dụng) từ MSC ban đầu Do đó, mỗi MSC phải được cấu hình non-broadcast LAI của MSC khác trong cùng MSC Pool

MSC Server

MSC Server là hệ thống đóng vai trò điều khiển các giao thức báo hiệu (MAP, CAP, BSSAP) và điều khiển chuyển mạch MSC server cũng được gọi là Server hoặc MSS(Softswitch)

MGW ảo

MGW có thể được chia thành nhiều MGW ảo sử dụng chung phần cứng Một MGW ảo sẽ được kết nối và điều khiển bởi một MSC Server

Iu-Flex

Iu-Flex, kết nối intra-domain của các node mạng RAN đến nhiều node mạng core, một node RAN có thể được kết nối đến nhiều node mạng core trong cùng một domain CS/PS

A-Flex

A-Flex: 1 node BSC có thể được kết nối đến nhiều node mạng core trong cùng domain CS/PS

Sử dụng MGW để cung cấp chức năng A-Flex

Khi chuyển từ mạng đang có sang chế độ MSC Pool, tất cả các BSC trong mạng đang có phải được nâng cấp để hổ trợ chức năng A-Flex Tuy nhiên, các BSC sẵn có trên mạng thường không hỗ trợ chức năng này Kế hoạch phát triển chức năng A-Flex của BSC của các nhà cung cấp thiết bị cũng rất khác nhau

Do đó, thật khó để nâng cấp BSC trên mạng hiện tại hỗ trợ chức năng A-Flex

Để giải quyết vấn đề trên, MGW Huawei thay thế BSC cung cấp chức năng A-Flex Khi 1 MGW như thế được triển khai trên mạng, BSC trên mạng hiện tại có thể truy cập MSC Pool mà không cần nâng cấp

Sử dụng MGW để cung cấp chức năng Iu-Flex

Khi chuyển từ mạng đang có sang chế độ MSC Pool, tất cả các RNC trong mạng đang có phải được nâng cấp để hổ trợ chức năng Iu-Flex Nếu các RNC trong mạng đang có không hổ trợ chức năng Iu-Flex, MGW phải cung cấp chức năng này

MGW Huawei có thể thay thế RNC cung cấp chức năng Iu-Flex Khi triển khai các MGW trên mạng, các RNC trong mạng đang có không cần phải nâng cấp

Sử dụng MGW để cung cấp chức năng Iu-Flex

Khi 1 thuê bao roaming ngoài khu vực MSC Pool và đăng ký với MSC mới ngoài MSC Pool, MSC mới thu thập thông tin thuê bao từ MSC ban đầu mà

định địa chỉ của MSC ban đầu của thuê bao dựa trên LAI ban đầu của thuê bao

và NRI trong TMSI (bởi vì 1 LA trong 1 MSC Pool được phục vụ bởi tất cả MSC trong MSC Pool, MSC ban đầu của thuê bao không thể được xác định thông qua LAI) Do đó MSC mới nên được cấu hình với LAI và NRI của MSC Pool và mapping qua lại giữa NRI và MSC

Quá trình này có các nhược điểm:

 MSC ngoài MSC Pool phải được phải triển để hỗ trợ cấu hình mapping giữa NRI và MSC trong MSC Pool

 MSC ngoài MSC Pool phải thu thập thông tin về các NRI của MSC Pool và đòi hỏi phải cấu hình 1 lượng lớn dữ liệu

Để giải quyết vấn đề này, khái niệm default MSC được giới thiệu trong MSC Pool MSC mặc định được sử dụng để thu thập địa chỉ của 1 MSC trong MSC Pool Nó không bao gồm chức năng chuyển giao

MSC ngoài MSC Pool xác định MSC mặc định dựa trên LAI ban đầu của thuê bao MSC mặc định xác định MSC ban đầu mà thuê bao đã đăng ký, dựa trên NRI trong TMSI (mapping giữa NRI của tất cả các MSC trong MSC Pool và địa chỉ MSC tương ứng phải được cấu hình trong MSC mặc định) và truyền thông tin thuê bao giữa các MSC ngoài Pool và MSC ban đầu Thông tin thuê bao truyền đi bao gồm IMSI của thuê bao và tập nhận thực (authentication sets)

Mạng MSC Pool đòi hỏi tất cả các MSC trong MSC Pool hoạt động như MSC mặc định

Mỗi MSC Pool phải được cấu hình với NRI của các MSC trong MSC Pool

Cơ chế nhận cuộc gọi

Khi một MSC trong MSC Pool bị lỗi, HLR không thể gửi bản tin PRN đến MSC này nếu chức năng Call Termination Recovery không được kích hoạt Trong trường hợp này, thuê bao đăng ký ở MSC này không thể nhận được cuộc gọi Thuê bao chỉ có thể nhận cuộc gọi sau khi chúng thiết lập LU hoặc được đăng ký ở các MSC hợp lệ khác trong Pool bằng việc phát sinh cuộc gọi

Sau khi MSC bị lỗi phục hồi, nếu 1 cuộc gọi đến thuê bao đƣợc phục vụ bởi MSC này, MSC phải tìm gọi thuê bao trên toàn mạng bởi vì MSC không có LAI của thuê bao sau khi phục hồi Tuy nhiên, trong mạng MSC Pool, quá trình tìm gọi trong toàn mạng không đƣợc thiết lập bởi vì khu vực MSC Pool rất lớn Điều này có thể gây ra lỗi kết thúc cuộc gọi

Để giải quyết các vấn đề này, quá trình xử lý tín hiệu đặc biệt đƣợc đòi hỏi trong suốt quá trình MSC lỗi trong Pool, gọi là Call Termination Recovery

gửi đi sau khi thực thể NNSF phát hiện ra NRI

Chỉ số của các MSC trong MSC Pool

Trên MSC, chỉ số MSC đƣợc cấu hình bởi thiết lập thông số MSC Identity

in MSC POOL trong lệnh SET POOLINFO

Trên MGW, chỉ số MSC đƣợc cấu hình bởi thiết lập thông số MSC Index trong lệnh ADD CNNODE

Giá trị của thông số MSC Identity in MSC POOL trong lệnh SET

POOLINFO trên MSC và giá trị MSC Index trong lệnh ADD CNNODE trên MGW phải giống nhau Do đó, phải thiết kế toàn bộ chỉ số MSC trong MSC Pool

Trong quá trình phát sinh cuộc gọi, MSC gửi bản tin CC đến BSC để thiết lập kết nối sau khi CR Bản tin CC mang thông tin SCCP local reference number bao gồm chỉ số MSC Thực thể NNSF sử dụng chỉ số MSC để định tuyến bản tin connection- mode theo sau đến MSC tương ứng

Trong quá trình kết thúc cuộc gọi, MSC gửi bản tin CC đến BSC để thiết lập kết nối sau khi CR Bản tin CC mang thông tin SCCP local reference number bao gồm chỉ số MSC Thực thể NNSF sử dụng chỉ số MSC để định tuyến bản tin connection- mode theo sau đến MSC tương ứng

Ghi chú: nếu MGW cung cấp chức năng NNSF, chạy lệnh ADD CNNODE

để thiết lập thông số MSC Index trên MGW

2.3 Phương thức hoạt động của mô hình đa xử lý MSC

Chức năng NNSF

Khi MGW thực hiện chức năng A-Flex và Iu-Flex thì việc lựa chọn MSC Server để phục vụ MS sẽ được thực hiện trên MGW, chức năng này gọi là chức năng gọi là tính năng NNSF

Bản tin chế độ kết nối

Bản tin chế độ kết nối SCCP giao diện A được truyền bằng cách ánh xạ chỉ

số MSC được cấu hình trên MSC với chỉ số MSC được cấu hình trên MGW Chỉ

số cấu hình trên MSC được xác định bằng thông số MSC Identity in MSC

POOL trong lệnh SET POOLINFO trên MSC và giá trị thông số MSC Index

trong lệnh ADD CNNODE trên MGW phải giống nhau Do đó, chỉ số MSC phải

được quy hoạch toàn bộ trong MSC Pool

Giá trị NRI được chứa trong giá trị TMSI Nếu bản tin truy cập dịch vụ mạng mà TMSI có chứa NRI, thực thể NNSF có thể định tuyến bản tin xử lý dịch vụ đầu tiên đến đúng MSC Server có giá trị NRI tương ứng Trong quá trình phát sinh cuộc gọi, MSC gửi bản tin CC đến BSC để thiết lập kết nối sau khi nhận yêu cầu CR qua giao diện A Bản tin CC mang thông tin số tham chiếu

local SCCP có chứa MSC index Thực thể NNSF sử dụng MSC index để định tuyến bản tin chế độ kết nối đến đúng node mạng lõi

Trong quá trình kết thúc cuộc gọi, MSC gửi bản tin CC đến BSC để thiết lập kết nối sau khi nhận được yêu cầu CR thông qua giao diện A để trả lời tìm gọi Bản tin CC mang thông tin số tham chiếu local SCCP có chứa MSC index Thực thể NNSF sử dụng MSC index để định tuyến bản tin chế độ kết nối đến đúng node mạng lõi

Bản tin phi kết nối

Bản tin hướng lên là bản tin được gửi bởi BSC Bản tin hướng xuống là bản tin được gửi bởi MSC

 Xử lý bản tin RESET:

 Xử lý bản tin RESET hướng lên: thực thể NNSF sao chép và sau

đó chuyển tiếp bản tin RESET đến tất cả các MSC server trong Pool

 Xử lý bản tin RESET hướng xuống: thực thể NNSF và một thông

số phần mềm (bit 1 của P195) điều khiển xử lý bản tin RESET hướng xuống Khi bit 1 của P195 là 1 (mặc định), MSC server không thể gửi bản tin RESET đến BSC Khi bit 1 của P195 là 0, thực thể NNSF chuyển tiếp bản tin RESET đến BSC đích dựa trên DSP trong bản tin RESET

 Xử lý bản tin RESET ACK:

 Xử lý bản tin RESET ACK hướng lên: thực thể NNSF sao chép và sau đó chuyển tiếp bản tin RESET ACK đến tất cả các MSC server trong Pool

 Xử lý bản tin RESET ACK hướng xuống: thực thể NNSF định tuyến bản tin RESET ACK đến BSC dựa vào DSP

Chú ý: nếu bản tin RESET được gửi bởi BSC, mỗi MSC trong MSC Pool trả về bản tin RESET ACK BSC sẽ nhận được bản tin RESET ACK Điều này không ảnh hưởng đến BSC và dịch vụ

 Xử lý bản tin OVERLOAD:

 Xử lý bản tin OVERLOAD hướng lên: thực thể NNSF chuyển tiếp

 Xử lý bản tin OVERLOAD hướng xuống: thực thể NNSF và một thông số phần mềm (bit 4 của P194) điều khiển xử lý bản tin OVERLOAD hướng xuống Khi bit 4 của P194 là 1 (mặc định), MSC

thực thể NNSF chuyển tiếp bản tin OVERLOAD đến BSC đích dựa trên DSP trong bản tin OVERLOAD

Bản tin thông báo tải (LOAD INDICATION)

 Xử lý bản tin thông báo tải hướng lên: thực thể NNSF chuyển tiếp bản tin LOAD INDICATION đến tất cả các MSC server trong Pool

 Xử lý bản tin thông báo tải hướng xuống: thực thể NNSF định tuyến bản tin LOAD INDICATION đến BSC dựa vào DSP

 Xử lý bản tin phi kết nối khác:

 Xử lý bản tin phi kết nối hướng lên: thực thể NNSF sao chép và chuyển tiếp bản tin phi kết nối đến tất cả các MSC server trong Pool

 Xử lý bản tin phi kết nối hướng xuống: thực thể NNSF định tuyến bản tin phi kết nối đến BSC dựa vào DSP

Bản tin tìm gọi (Paging Message)

thực thể NNSF khác, nó ghi lại sự ánh xạ giữa MSC server đã thiết lập tìm gọi

và IMSI

 Quy trình xử lý bản tin PAGING RESPONSE

 Nếu bản tin PAGING RESPONSE mang TMSI, thực thể NNSF xử

lý bản tin PAGING RESPONSE giống nhƣ cách xử lý bản tin SCCP CR Đó là NNSF định tuyến bản tin PAGING RESPONSE đến đúng MSC server dựa trên NRI trong TMSI

 Nếu bản tin PAGING RESPONSE mang IMSI, thực thể NNSF định tuyến bản tin PAGING RESPONSE đến đúng MSC server dựa trên sự ánh

xạ giữa MSC server đã thiết lập tìm gọi và IMSI Nếu sự ánh xạ này không tìm thấy, thực thể NNSF định tuyến bản tin PAGING RESPONSE đến MSC server dựa trên thuật toán cân bằng tải

Khi MS/UE sử dụng IMSI/IMEI để phát sinh dịch vụ, MGW sử dụng thuật toán cân bằng tải để chọn ra MSC hợp lệ đóng vai trò là MSC phục vụ cho MS/UE, dựa trên dung lượng thuê bao của tất cả các MSC trong MSC Pool MSC được chọn chỉ định TMSI có chứa NRI (là giá trị đã được cấu hình sẵn cho từng MSC) cho MS/UE

Khi MS/UE sử dụng TMSI để phát sinh dịch vụ, thực thể NNSF chọn MSC phục vụ cho MS/UE dựa trên việc mapping giữa NRI cấu hình trên NNSF và các MSC trong Pool Khi MSC được chọn ra là không hợp lệ hoặc không có sự mapping giữa NRI và các MSC, thực thể NNSF sử dụng thuật toán cân bằng tải để chọn ra MSC hợp lệ phục vụ cho MS/UE dựa trên dung lượng thuê bao của tất cả các MSC hợp lệ trong MSC Pool MSC được chọn chỉ định TMSI chứa NRI local đến MS/UE

Khi MSC gửi bản tin tìm gọi đến MS/UE bị gọi dựa trên IMSI, thực thể NNSF lưu trữ tạm thời mapping giữa IMSI và MSC đã gửi bản tin tìm gọi Khi MS/UE bị gọi trả lời về mạng bằng việc sử dụng IMSI, thực thể NNSF chọn MSC phục vụ cho MS/UE dựa trên mapping giữa NRI và các MSC nếu bản tin trả lời chứa NRI, hoặc dựa trên mapping IMSI và MSC được lưu tạm thời nếu bản tin trả lời không chứa NRI Điều này đảm bảo rằng bản tin trả lời tìm gọi được gửi đến MSC đã gửi bản tin tìm gọi và cuộc gọi được kết nối thành công Khi MSC đưuọc chọn là không hợp lệ và không có MSC được chọn theo mapping, thực thể NNSF sử dụng thuật toán cân bằng tải để chọn 1 MSC hợp lệ

Dung lượng thuê bao của các MSC kết nối đến thực thể NNSF phải được cấu hình tĩnh trên thực thể NNSF Khi MGW cung cấp chức năng NNSF, chạy

lệnh ADD CNNODE để cấu hình dung lượng thuê bao của MSC trên MGW

Dung lượng thuê bao của 1 MSC được nói ở đây là tổng số thuê bao được

hỗ trợ bởi MSC Khi 1 MSC kết nối các RNC/BSC ngoài MSC Pool,

Dung lượng thuê bao của MSC trong Pool = Dung lượng thuê bao - dung lượng thuê bao dành cho thực thể NNSF ngoài MSC Pool

Ngoài việc cấu hình bằng tay, MSC cũng có thể tự động gửi bản tin đến MGW hoặc RNC/BSC thông tin về dung lượng thuê bao thông tin giao thức báo hiệu M3UA Bản tin này mang thông tin về dung lượng thiết

lượng của MSC trong bản tin quảng bá này

Bản tin giao diện M3UA/A/IU trace được trên MSC được hiển thị như bên dưới:

Trong đó: cn-content-user-number chỉ dung lượng thiết kế của MSC, cn_spare-user-number chỉ dung lượng sẵn có của MSC

có sẵn khi tất cả các MSC và BSC/RNC trong MSC Pool được cung cấp bởi