移动通信网hlr网元故障分析与容灾方案设计

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1、移动通信网HLR网元故障分析与容灾方案设计第一章绪论1.1背景移动通信市场发展异常迅速，移动用户数量的增长异常巨大，现网中HLR的容量变得越来越大，如果发生大容量的HLR出现故障，将导致业务中断，直接对网络质量和用户感知度带来极大的影响，同时也给运营商带来巨大的经济上的损失。更好的保障网络安全和稳定迫不容缓，移动核心网HLR作为用户数据存储设备，更突出了其重要地位。广东联通目前有诺基亚、华为、贝尔等厂商共40多台HLR设备，用户总容量达到5000多万，对HLR出现故障时如何快速定位故障原因，以及快速处理HLR故障，成为重要的任务。为向广大移动用

2、户提供安全稳定的服务、降低高话务增长可能对网络稳定性和安全性造成的影响，选择核心网HLR设备容灾技术，建设安全、可靠、有效的核心网容灾体系迫在眉睫。本文根据广东联通通信网的现状，开展了对容灾HLR技术的理论与方法的研究，并根据广东联通核心网络自身特点，提出容灾HLR问题的解决方案和建议，对广东联通核心网的容灾的建设、规划和容灾维护应用等提供具体的方法，同时也可供中国联通其他省市有关部门和各运营商参考。1.2核心网安全的必要性移动通信网络可以分为无线接入网和核心网两大部分，相对于接入网的分散布点性特性，核心网则更多体在集中布局的特征。因此，从分布

3、的特性分析，无线接入网受到安全问题影响范围通常只局限于个别或少量的站点，核心网发生安全问题的范围则可能是大面积的服务区域，甚至于全网[2]。通信信息技术的进步，通信设备的集成度越来越高，核心网单元的处理能力显著增强。核心网的容量越来越大，网元一旦发生故障，将可能引起大范围的通信故障。同时运营商为了便于日常的运维管理，通常会尽量减少机房布点。如此一来，在枢纽节点上通常众多核心网元高度集中，所造成的隐患非常严重。HLR作为移动网络中最重要的数据中心，保存着用户的签约数据和位置信息。一旦HLR发生故障，将导致严重后果。对于用户而言，将造成所有用户不能

4、作被叫、不能进行位置更新、不能取到鉴权信息、不能接收短消息、不能修改用户自定义的补充业务。对于运营商而言，除了网络问题外，营业厅及客服中心不能正常提供服务。因此，核心网设备的容灾以及网元的健壮性是运营商在网络建设中必须认真考虑的问题，核心网的安全建设十分必要。第二章核心网HLR的基本组成与工作原理2.1移动软交换总体架构本课题研究从核心网HLR的基本组成与工作原理入手，阐述了软交换核心网网元的总体架构，以及HLR在网元中功能和重要性，并结合实际工作经验，对HLR出现的各种故障进行分析，并提出HLR故障定位方法和处理步骤。通过对移动核心网HLR容

5、灾技术领域进行系统的研究和分析，对比了各种HLR容灾技术的特点。论文结合广东联通容灾HLR项目实施的工程案例，给出HLR容灾的具体方法和措施。论文共分为六章，第一章是绪论，第二章是核心网HLR的基本组成与工作原理，第三章是HLR故障诊断及分析，第四章是HLR容灾技术的原理和主要方法，第五章结合广东联通容灾HLR启用实例，介绍容灾HLR的启用条件及启用步骤，第六章是结束语，总结了本篇论文的工作成果。中国联通GSM/A数字蜂窝移动通信网中的核心网电路域主要包括MSCServer/VLR、GMSCServer，CS-MGSC，RBT/MRBT，IVR

6、Server，BSS，RNS等设备，各设备间的关联关系如图2-1所示。2.2移动交换网HLR结构介绍归属位置寄存器HLR用于存储用户数据和用户动态位置信息，提供对用户数据的增加、删除、更新和查询服务；负责信令接入、MAP业务处理等，例如：用户位置和状态数据的管理、鉴权业务处理、呼叫处理、智能业务处理。在GSM/UMTS网络构架中，HLR负责处理网络子系统（NSS）的部分业务，包括用户位置归属寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和设备标示寄存器（EIR）的功能。HLR位于AR4网络中核心网络CS域部分，如图2-2所示：归属位置寄存器（HLR，Ho

7、meLocationRegister)，是移动通信网络中的一个重要实体，它主要负责保存用户归属消息及当前位置信息，从而能够建立呼叫。HLR中主要存储以下信息：IMSI、MSISDN、位置信息VLR号码、基本电信业务签约信息、业务限制信息、补充业务表，包含业务所涉及的参数。HLR通常将归属位置寄存器和鉴权中心集成在一起，提供位置更新、漫游管理、鉴权、呼叫等多种功能；HLR还支持丰富的补充业务，如呼叫前转、呼叫禁止、主叫号码显示及限制、短消息等。在用户鉴权过程中HLR将鉴权三元组或五元组发给VLR，它与MS提供的鉴权进行比较并判断是否一致：一致则通

8、过鉴权，鉴权成功；否则鉴权失败。在GSM网中AUC为用户生成三元组，在UMTS网中为用户生成五元组。如果某UMTS用户在GSM网络中漫游，网络可以将五