| 0、前言 最初的3GPP規(guī)范沒有考慮過無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)節(jié)點(diǎn)連接到多個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn),在R99與R4版本中。RAN僅支持一個(gè)MSC/SGSN鄰接局向,而在R5版本中,引入了Iu-Flex的概念,即UTRAN支持一個(gè)RAN節(jié)點(diǎn)到多個(gè)CN節(jié)點(diǎn)的域內(nèi)連接路由功能,允許RAN節(jié)點(diǎn)把信息在相應(yīng)的電路交換(CS)域或分組交換(PS)域路由到不同的CN節(jié)點(diǎn)。應(yīng)用Iu-Flex技術(shù)的組網(wǎng)示意圖如圖1所示。 以下分析基于Iu-Flex技術(shù),在沒有特別說明的地方,也可以應(yīng)用于A-Flex技術(shù)。Iu-Flex具有以下優(yōu)點(diǎn)： a)相比較一個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)域,一個(gè)池域內(nèi)的多個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)域擴(kuò)大了服務(wù)范圍,同時(shí)可以減少核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的位置更新、切換和重定位次數(shù),因此減少了到HLR的位置更新消息流量。例如：一個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以服務(wù)10個(gè)RAN服務(wù)域,如果本地網(wǎng)存在4個(gè)相同規(guī)模的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn),則4個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)服務(wù)40個(gè)RAN服務(wù)域,可以命名為RAN服務(wù)域1、2、3、4。當(dāng)用戶在這4個(gè)服務(wù)域間切換時(shí),會(huì)觸發(fā)位置更新、切換和重定位。如果這些服務(wù)域和核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)支持Iu-Flex特性,且將這4個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置在一個(gè)池域中,當(dāng)用戶在這40個(gè)RAN服務(wù)域切換時(shí),不需要改變服務(wù)的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。這樣就不需要觸發(fā)位置更新、切換和重定位,相應(yīng)的每個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在容量沒有增加的情況下,擴(kuò)大了服務(wù)范圍。 b)采取重疊的池域配置允許分流所有的業(yè)務(wù)形成不同的手機(jī)漫游模式,例如不同的池域覆蓋不同的居民區(qū),但在城市中心區(qū)域可以重疊覆蓋,因?yàn)槌鞘兄行臉I(yè)務(wù)量一般比較大,可以采用重疊覆蓋的方式在城市中心提高系統(tǒng)容量。 c)在池域內(nèi)增加CN節(jié)點(diǎn)可以增加系統(tǒng)容量,另外當(dāng)池域中某個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)后,池域內(nèi)的其他核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以接管宕機(jī)的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷。因此增加了業(yè)務(wù)的可靠性。  圖1 Iu-Flex技術(shù)組網(wǎng)示意圖
1、Iu-Flex技術(shù)實(shí)現(xiàn)
Iu-Flex技術(shù)實(shí)現(xiàn)涉及到一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)和一個(gè)關(guān)鍵功能,關(guān)鍵參數(shù)是指網(wǎng)絡(luò)資源標(biāo)識(NRI),關(guān)鍵功能是指非接入層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇功能(NAS)。 NRI在所有的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中獨(dú)一無二地標(biāo)識單個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn),這些核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)池域中并行提供業(yè)務(wù)。NRI的長度在一個(gè)池域中所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)該相同。不同池域重疊的區(qū)域在所有的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中使用NRI獨(dú)一無二地標(biāo)識一個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn),這些核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)服務(wù)所有的重疊池域,即在一個(gè)RAN節(jié)點(diǎn)內(nèi),一個(gè)NRI獨(dú)一無二地標(biāo)識核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。在重疊池域內(nèi),NRI應(yīng)該配置相同的長度。CS和PS域之間相互獨(dú)立,CS和PS獨(dú)立進(jìn)行尋址。對于一個(gè)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以分配多個(gè)NRI,NRI是TMSI或P-TMSI的一部分,是由服務(wù)核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分配給手機(jī)的。NRI具有靈活的長度分配,從0個(gè)比特到10個(gè)比特。0個(gè)比特表示NRI沒有使用,即不能使用Iu-Flex技術(shù)。NRI往往在TMSI和P-TMSI的23到14比特位編碼,23位是NRI的高比特位。 NAS功能在RAN網(wǎng)元實(shí)現(xiàn),這個(gè)功能選擇特定的核心網(wǎng)網(wǎng)元(即MSC或SGSN),用于路由初始的非接入層的信令消息或者LLC幀,使用NRI標(biāo)識特定的核心網(wǎng)網(wǎng)元。如果非接入層網(wǎng)元選擇功能根據(jù)非接入層的信令消息或者LLC幀推導(dǎo)出來NRI,并根據(jù)NRI獲得配置的核心網(wǎng)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn),則這些消息路由到這個(gè)核心網(wǎng)網(wǎng)元。如果對推導(dǎo)出來的NRI沒有配置核心網(wǎng)網(wǎng)元地址,或者沒有推導(dǎo)出NRI(如MS帶上來的指示表明不包含NRI),則非接入層網(wǎng)元選擇功能選擇有效的核心網(wǎng)網(wǎng)元(如根據(jù)負(fù)荷分擔(dān)),并路由消息或LLC幀給選擇的核心網(wǎng)網(wǎng)元。在不同的接入方式下,NAS推導(dǎo)NRI的方法如下： a)當(dāng)MS在Iu口接入時(shí),NAS從IDNNS字段推導(dǎo)出NRI： b)當(dāng)MS在 A口接入時(shí),NAS從TMSI字段推導(dǎo)出NRI。 2、Iu-Flex與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的關(guān)系 如果需要支持Iu-Flex技術(shù),UTRAN和核心網(wǎng)除了需要進(jìn)行軟件升級、支持相應(yīng)的功能外。還需要增加一些數(shù)據(jù)配置,以支持一定組網(wǎng)規(guī)模下的池域配置。因此,在全網(wǎng)配置Iu-Flex相關(guān)數(shù)據(jù),而且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大時(shí),這是一項(xiàng)非常復(fù)雜的過程,需要全網(wǎng)升級,風(fēng)險(xiǎn)和難度均很大。另外NRI在大規(guī)模組網(wǎng)應(yīng)用中劃分也是比較困難的,而在熱點(diǎn)地區(qū)和小規(guī)模組網(wǎng)中應(yīng)用Iu-Flex,既能避免全網(wǎng)應(yīng)用Iu-Flex帶來的大量配置問題,也可以充分應(yīng)用Iu-Flex技術(shù)上的優(yōu)勢。 假設(shè)市中心區(qū)域共有12萬用戶,每個(gè)MSC/VLR有1萬用戶的容量,對于每個(gè)MSC/VLR分配的TMSI的NRI需要進(jìn)行以下考慮： a)TMSI長度共32位,對于在電路域中的TMSI分配,高兩位,即30、31位比特保留,用于區(qū)分域類型,即不能用于區(qū)分用戶。 b)假設(shè)分配4個(gè)比特用于重啟計(jì)數(shù)。 c)為了區(qū)分市中心20個(gè)MSC,需要分配不同的NRI,則需要占用5個(gè)比特,即有12個(gè)NRI保留,可以用于這個(gè)池域?qū)淼臄U(kuò)容。 d)這樣剩余21個(gè)比特,用于MSC尋址用戶,即MSC/VLR最大可以區(qū)分2M用戶。也就是說,市中心4個(gè)池域最大可以支持40M用戶,而20個(gè)MSC/VLR實(shí)際最大支持20M用戶,這樣用戶容量有冗余,可以進(jìn)行不均衡分配,如圖2所示。  圖2 MSC/VLR容量分配圖
在實(shí)際組網(wǎng)中,與上述示例不同的是,MSC/VLR的容量不一定是均衡的,網(wǎng)絡(luò)總的容量也會(huì)動(dòng)態(tài)變化,池域中的MSC/VLR的數(shù)目也不一定是相同的。因此,網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘亢蛦蝹�(gè)MSC/VLR的容量是影響NRI可分配長度的間接因素,而池域中MSC/VLR的總數(shù)目是影響NRI可分配長度的直接因素。
根據(jù)以上分析可以認(rèn)為：NRI的分配是池域內(nèi)的概念,但如果全網(wǎng)應(yīng)用Iu-Flex,則網(wǎng)內(nèi)不同池域間容易存在重疊的區(qū)域,在這些重疊的區(qū)域內(nèi)需要區(qū)分相鄰池域中的MSC/VLR,即需要相同的NRI可分配長度,導(dǎo)致非相鄰的池域之間NRI可分配長度也必須相同。因此,在全網(wǎng)應(yīng)用Iu-Flex技術(shù)時(shí),NRI的分配不再是池域內(nèi)的概念,需要結(jié)合全網(wǎng)規(guī)劃考慮。 如圖3所示,MSC POOL 1/2/3相互重疊,而MSC POOL 4/5/6也相互重疊,如果MSC POOL 1與MSC POOL 4不重疊的話,則MSC POOL 1/2/3可以按照自己的網(wǎng)絡(luò)模型內(nèi)部分配NRI,規(guī)定自己內(nèi)部NRI的長度。同樣,MSC POOL 4/5/6也可以按照自己的網(wǎng)絡(luò)模型內(nèi)部分配NRI,規(guī)定自己內(nèi)部分配NRI的長度。但由于MSC POOL 1與MSC POOL 4覆蓋區(qū)域重疊,則MSC POOL 1/2/3/4/5/6需要規(guī)劃相同的NRI長度,統(tǒng)一分配NRI。因此,即使MSC POOL 2/3與MSC POOL 4不相鄰,但也不能占用MSC POOL 4的NRI空間;同理,MSC POOL 5/6也不能占用MSC POOL 1的NRI空間。這樣將導(dǎo)致每個(gè)MSC POOL的可分配NRI空間大大減少。如果要維持NRI的長度,則每個(gè)MSC/VLR可接入的用戶數(shù)就會(huì)減少,從而減少了系統(tǒng)容量,會(huì)產(chǎn)生與當(dāng)初網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的沖突。  &n |
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