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地域分布式移动交换中心（唐晓梅、何红永）
摘要文章以机／网一体化设计思想和分布式处理技术为基础，提出对移动交换中心进行地域
分布式设计，并在描述其体系结构的基础上，对其特点进行讨论和分析。
关键词 移动通信 移动交换中心 体系结构 分布式处理技术
传统的移动交换设备都是单机集中式，无论其容量大小或内部结构如何，每个交换网络
节点就是一台移动交换单机设备，只能在单个固定地点提供交换功能及业务接入。为了满足
迅速增加的移动通信需求，人们不断改进单机交换设备的体系结构，以求增加系统容量、提
高处理能力、改善性能指标，这又使单机设备规模不断膨胀，对器件及工艺的要求越来越高，
软件的升级改造工作也成为开发商面临的一大难题。随着网络技术和以其为基础的现代信息
业务不断发展，在计算机及通信领域，“单机”的概念逐步淡化，规模庞大的单机设备不再
主宰世界，对系统的体系结构进行机／网一体化设计成为人们日益关注的热点。
1单机集中式移动交换中心
最初移动通信的主要市场是大城市或人口密度高、经济较为发达的地区，在制定相关的
体制标准和设备规范时，考虑的重点是解决国家间的漫游及多厂商设备的互通，在此基础上
定义逻辑概念下的网络组成实体。移动交换中心（MSC）负责完成所有与其管辖范围内移动台
有关的交换功能，实现与其它网络（如PSTN）互通。基站系统（BSS）负责对某个特定地理区
域进行无线覆盖，与移动台（MS）保持联系。一般情况下，单机集中式MSC安装在特定的物理
地点（如人口密度高及经济较为发达的地区或城市），基站分散安装在各个业务点区域，大
多数基站与交换设备之间的距离相当远，它们之间的通信须作远距离传输。
随着业务的发展，性能和容量需求不断增加，单机集中式MSC的设备结构越来越复杂，规
模越来越大，这不仅给系统设计和开发带来较大困难，也给设备的网上运营带来不便，主要
表现在：
（1）由于设备规模庞大，维护和运行成本大大增加，配套工程（如局站机房、空调、电
源等）建设也要跟上，使建网初期投资较大，投资回报缓慢。当实际容量接近或达到设计容
量后，只能以增开新局（即在网上新增独立交换节点）的方式扩容。
（2）由于基站不具备交换功能，所有呼叫必须由设在特定地点的MSC进行集中式交换控
制，各交换服务区域覆盖多个基站业务区，各基站业务区内的呼叫会产生严重的话务回程现
象，如某业务区的移动用户呼叫本区内另一移动用户时，话务必须从该业务点区域传到远处
的MSC／VLR，经交换选路又重新回到原业务区。如果移动用户所在地还未设立移动交换机而
只有固定交换机时，移动用户呼叫本地固定用户也同样如此，话务必须从该业务点区域传到
远地的MSC／VLR，接入固定网，然后再转接至被叫所在的固定电话局。统计数据表明，上述
这类本地呼叫占总呼叫量的70％左右。大量话务回程不仅浪费线路资源（有时是长途干线或
卫星租用线路），增加传输费用，提高运营成本，也影响呼叫处理的实时性，降低交换网络
的使用效益。
（3）单机集中式交换系统架构对系统和网络运行的可靠性要求很高，一旦中心点的MSC
／VLR发生故障，即使所有基站子系统完好，也可能导致全系统瘫痪。
2地域分布式移动交换中心
在计算机通信和公共电话交换网（PSTN）领域，系统结构已广泛采用模块化技术和分布
式处理技术，改善了系统整机处理性能，提高了系统可靠性。在移动通信领域，移动交换中
心的设计和开发也采用模块化技术和分布式处理技术，只是这种模块划分和分布式处理仅局
限于一个机柜或一个实体设备内部，从本质上看，交换控制仍然是集中模式。
分布式移动交换中心有别于其它传统移动交换机中心，它在模块化设计和分布式处理的
基础上，进一步实现模块化部件和功能的地域性分散或分布。一个分布式移动交换中心实际
上是一个完全内部自治的网络，它的多个物理实体按需分布在不同地点，通过多种传输介质
和传输手段互连，完成覆盖区域内移动交换业务控制。从全网角度看，它是一个整体，是移
动公网的一个节点。这种设计思想突破了传统的集中交换控制模式，充分采用分布技术，将
交换控制功能从集中式／集权式的结构中剥离，并分布到不同的物理地点，形成地域分布式
移动交换系统架构，实现机／网一体化。
地域分布式移动交换中心（DMSC）的基本逻辑结构特征是：（1）从宏观角度看，DMSC是
一个完整的系统，在信令支撑网中可以只占一个信令码点，完成移动信令处理和交换控制功
能；（2）从微观角度看，DMSC建立在分布式网络基础上，充分利用多种传输介质和传输手段，
使内部物理实体互连；（3）将移动交换控制功能和拜访位置寄存器（VLR）功能从集中的交
换控制平台中下移，通过传输网分布到不同地域中；（4）由DCM完成DMSC系统与No.7信令网、
PSTN、PLMN及ISDN网等的接口功能，实现互通和漫游；（5）由DCM完成DMSC系统内分布式控制
和MAN信令消息的预处理、过滤及转发功能，GMSC功能也由DCM完成；（6）由DCM完成DMSC系统
的集中维护与管理等功能；（7）DMSC1和DMSC2是可独立运行的、完整的单机制移动交换中心，
可根据需要，与基站控制器（BSC）功能合并在一个实体（DMSC／VLR／BSC2）中，DMSC／VLRI
与DMSC／VRL／BSC2可以是执行同一标准的异种机型，通过传输介质与DCM相连，组成分布式控
制系统；（8）分布在不同地域中的DMSC1、DMSC2具备各种标准接口，系统可通过这些接口与
外界相连；（9）分布在不同地域的DMSC／VLR1、DMSC／VLR2可接入最近的业务接入点，相互
间可开设直达路由，还可与本地固定电话局相连，完成对本模块辖区内的呼叫处理。
3地域分布式移动交换中心的特点
（1）交换控制可通过网络分布到不同地点，在本地消化处理大部分话务，避免了话务回
程现象，既实现了全网范围内话务均衡分布，又降低了传输干线网的投资，由于交换控制的可
分布性，网络运营者可将移动交换中心功能分布在距网络接入点最近的地方，还可按基站覆盖
范围和用户规模，将交换功能与基站控制功能合而为一，进一步降低运营开销。
（2）分布式网络结构的交换系统给运营者带来网络规划方面的好处。通过模块化的形式，
系统交换控制功能可分布到不同区域，各区域内的交换模块独立运行，各模块依赖性很小，对
于局部的网络调整（如扩容、小区裂变等），不必修改整个系统数据，其影响仅局限于模块所
在的特定范围内，使运营者可真正做到弹性地规划网络，逐步平稳地调整和完善网络，提高了
服务质量，增强了网络运营的安全性。
（3）在分布概念基础上的模块化设计使系统可将某些潜在的软硬件故障隔离在有限的业务
范围内，提高了整个系统运行的可靠性，同时增加新业务、新特性、新功能及软硬件的升级变
得更为方便和经济。集中式移动交换无法很好地满足不同用户规模、不同话务密度和不同地域
特性下的多种应用需求，在网络扩容、增点和网络规划方面的灵活性和操作性较差。
（4）基于分布式网络结构的交换系统组网经济灵活，具有很强的适用性，其独特的分布式
组织架构及其对地域分布的支持能力，使其不但适用于业务量高、人口稠密的城市地区，同时
也适用于业务量低、人口密度低的其它地区，还适用于综合多类话务密度、覆盖较大的地区。
在高业务量地区，随着用户需求的迅速增加，集中式移动交换机的容量一旦达到或接近其设计
极限，如何提供更多的信道和实现无线无缝覆盖，令众多运营者颇感头痛。对于低业务量地区，
由于地域分布广阔，总人口基数大，且这些地区不易得到陆地有线通信所提供的服务，所以更
需要得到无线通信的帮助。分布式网络结构的交换系统可提供很好的解决方案，并可为运营者
争取更多用户、创造更多业务收入。运营者可根据市场需求和对初期投资的承受力，规划和考
虑建网问题，当网络运行到一定程度时，通过基于传输网络上的分布式模块迭加，实现容量和
处理能力平滑增长，逐步扩大网络规模，从而提高资金周转率和投资回报率，减少相应的风险。
DMSC是建立在分布式网络基础上的数字移动交换体系结构，它突破了传统单一的交换控制
组织模式，允许业务的交换与控制从集中式、集权式的组织结构中剥离，分布到不同物理地点，
以部件（功能）的分散（分布），实现更合理的话务流向，最大限度地降低运营成本，保证网
络的安全性和可靠性。
基于DMSC设想，国家数字交换系统工程技术研究中心（NDSC）研制成功了GDC／GS2000大型
分布式移动交换系统，并用该系统在陕西延安建立了900MHz GSM试验网，顺利完成了信息产业
部组织的有效性和兼容性测试。该系统于今年6月初通过了技术成果鉴定，鉴定委员会认为，该
系统开创性地采用了双级分布式移动交换体系结构，具有更灵活的组网方式，可提高交换系统
可靠性和降低运营成本。该系统采用多厂商集成协议（MVIP），使其体系结构具有很好的开放
性，
能方便、及时地接纳众多厂商所提供的新技术、新成果。该系统扩展性较好，经济容量范围宽，
能适应不同人口密度和业务密度分布的要求。采用多协议栈技术，使系统能同时支持 GSM、CDMA
等不同制式的协议规范。GDC／GS2000大型分布式移动交换系统研制成功，为新一代核心网络交
换平台的架构作了极有意义的探索。
摘自《电信快报》
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