【YD通讯标准】 移动核心网设备节能参数和测试方法

ICS33.040
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3046-2016
移动核心网设备节能参数和测试方法Evaluationmetricandtestmethodofmobilecommunicationcorenetworkequipmentenergyefficiency
2016-04-05发布
2016-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
规范性引用文件
缩略语·
4核心网能效评估方法·
4.1设备配置
4.2核心网能效评估方法
参考话务模型
6测试方法
测试架构
节能指标
附录A（资料性附录）
移动核心网络节能技术
YD/T3046-2016
YD/T3046-2016
本标准是移动核心网节能系列标准之一，该系列标准的名称和结构如下：a）YD/T3046《移动核心网节能参数和测试方法》b）YD/T3017《移动核心网设备节能分级》。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国信息通信研究院、中国移动通信集团公司、中国电信集团公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海贝尔股份有限公司、诺基亚通信（上海）有限公司、南京爱立信熊猫通信有限公司、大唐电信科技产业集团。本标准主要起草人：杨红梅、刘荣朵、田媛媛、李金艳、孙艳、梁爽、严学强、沈洋、王
HiiKAoNiKAca
1范围
移动核心网设备节能参数和测试方法YD/T3046-2016
本标准规定了移动通信核心网络MSC、GMSC、HLR/HSS、MME/SGSN、SAEGW/GGSN、PCRF/SPRCG、DRA、PGW/SGW/PDSN、HSGW设备以及IMS核心网CSCF、HSS/SLF、MGCF、IM-MGW、SBC等设备的节能参数及测试方法。本标准适用于GSM、TD-SCDMA、CDMA、WCDMA及LTE移动通信核心网设备2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T3017
3缩略语
移动核心网设备节能分级
下列缩略语适用于本文件。
AN-AAA
Authentication, Authorization and Accounting 鉴权、授权、计费服务器
Server
Adaptive Multi-Rate
Access Network-Authentication, Accounting,Authorization Server
Access Point Name
Application Server
BreakoutGatewayControl FunctionBusyHour Call Attempt
Bearer Independent Call ControlBase Station Controller
Base Station Subsystem Application PartCAMELApplication part
Charging Gateway
Circuit Switching
Call Session Control FunctionCircuit Switch Fall-Back
Diameter Signaling Routing AgentEnhanced Full RateSpeed EncodingFull Rate
自适应多速率
接入网鉴权、授权与计费服务器接入点名
应用服务器
边界网关控制功能
忙时呼叫次数
承载无关呼叫控制
基站控制器
基站子系统应用部分
CAMEL应用部分
计费网关
电路交换
呼叫会话控制功能
电路域回落
Diameter信令路由代理
增强型全速率
全速率
HiiKANiKAca
YD/T3046-2016
I/S-CSCF
IMS-MGW
PCRF/SPR
Gateway GPRS Support Node
Gateway Mobile Switching CenterGateway Mobile Switching ServerGateway Media Gateway
General Packet Radio ServiceHome Location RegisterbZxz.net
Half Rate
HRPD Serving Gateway
TheHome Subscriber Server
Interrogating/Service Call Session ControlFunction
Interconnection Border Control FunctionIPMultimediaCoreNetworkSubsystemIMS-Media Gateway Function
Location Retrieval Function
Long Term Evolution
MTP3 User Adaptation
Mobile Application Part
Media Gateway Control FunctionGateway Media Gateway
Mobile Management Entity
Multimedia Resource Function ControllerMultimedia Resource Function ProcessorMobile Switching Center
Mobile Switching Server
Policy Charging Control
Policy and Charging Rules Function/Subscription Profile RepositoryProxy Call Session Control Function / SessionP-CSCF/SGC
Gateway Controller
SAE-GW
Packet Data Serving Node
Packet Data Network Gateway
Packet Switching
Radio Access Network Application Part,Radio Network Controller
Real-time Transport ProtocolSystem Architecture Evolution Gateway网关GPRS支持节点
关口移动交换机
关口移动软交换服务器
关口媒体网关
通用分组无线业务
归属位置寄存器
半速率
高速分组数据服务网关
归属用户服务器
查询/服务呼叫会话控制功能
互联边界控制功能
IP多媒体子系统
IMS媒体网关功能
位置恢复功能
长期演进
MTP第三层用户适配
移动应用部分
媒体网关控制功能
关口媒体网关
移动管理节点
媒体资源功能控制器
媒体资源功能处理器
移动交换中心
移动软交换服务器
策略计费控制
策略与计费规则功能/用户签约数据库
代理呼叫会话控制功能/会话网关控制器
分组数据服务节点
分组数据网网关
分组交换
无线接入网络应用部分
无线网络控制器
实时传送协议
演进的分组核心网关
HiiKAoiKAca
Stream Control Transmission ProtocolServingGPRSSupportNode
Total Cost of Ownership
Time Division Multiplex
TelecommunicationsEnergyEfficiencyRatioTranscoder Free Operation
User Datagram Protocol
4核心网能效评估方法
4.1设备配置
流控制传输协议
服务GPRS支持节点
总拥有成本
时分复用
电信能效评级
免编解码操作
用户数据报协议
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配置核心网设备时，应包括该设备正常运行所必配的附属外围设备（包括与主设备不在同一机架的设备），如计费服务器、操作维护设备、内部通信LANSwitch等，但不包括用于本网元与其他网元之间组网使用的LANSwitch和Router等设备。被测设备的软件版本、硬件配置要和厂商的后续商用发货版本、配置保持一致。系统模块配置种类和数量（业务处理板，端口数量等）满足给定容量、话务模型和组网方式等的要求，特别是信令链路负荷和话务负荷的要求。决定需要测试的负荷点，例如选择四种负荷类型：0%、50%、80%、100%。最大容量和典型容量的定义：
●最大容量Smax是指按照产品设计，满配置下单个网元容量的最大值。●典型容量S需要运营商定义，一般指运营商规划的单局点的容量。典型容量取值方法见YD/T3017《移动核心网设备节能分级》。另外运营商需要根据自已对未来局点扩容的需求来定义典型容量和最大容量所占的权重，即a和b值的大小。
4.2核心网能效评估方法
为了能够提供各种配置下系统的功耗，设备提供商需要维护一个各模块的功耗数据库，以便能够计算在各种系统配置下的TEER。
下面介绍核心网TEER的定义和计算方法。理想状态下具备动态功耗管理的设备的功耗和负荷的关系应该是线性关系，如图1所示。功耗
负载。
（%）
图1理想状态下功耗与负荷关系图图2所示是某局典型周期内（时间长度为T，单位小时)的负荷曲线图，从图中可以看出设备的负荷是随时间变化的，系统的最大处理能力为S。这样就可以得出设备在T周期内的能耗为图3所示阴影面积，设备的平均功耗为P=
（W为设备T周期内的总能耗，即阴影面积）。3
HiiKAoNiKAca
YD/T3046-2016
负载（%)
图2某局核心网某设备一天实际负荷波动图功耗（W）
图3理想状态下设备运行动态功耗但是各个设备供应商的设备功耗与负荷关系不一定为线形关系，可能是曲线或者折线等，这样实际能耗的阴影面积也很难通过计算得出，从可测试性角度考虑，运营商可以将负荷曲线进行分段，使得能够通过某些点的测量来尽可能体现在负荷模型下设备的实际节能减排水平。可以采用对负荷曲线进行n等分的方法（如图4所示），当设备负荷为L，时设备功耗为P，则该设备的加权平均功耗为：P-ZPxa-Z(Px
x)=Z(P,×α.)
是在工周期内n分段所占的比重。式中：α,=
当分段足够多（n→oo）时就可以看作是真实的平均功耗P。n取值的大小各运营商可以根据实际的设备负荷波动曲线和可测试性来进行设定。由于设备并不是一直处于100%负荷的状态运行，根据同样的方法可以得出设备T周期内的加权平均负荷S-S,×α，。这样就可以得出该设备的近似能效比：sZ
TEER=S
功耗（%）
图4设备负荷分段示例
时间，
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另外，由于运营商需要考虑后续扩容，例如增加处理单元到最大容量配置，对设备供应商设备的典型容量配置和最大容量配置方案进行同样的测量和计算。然后对两个结果加权得出综合TEER，即+bx
TEERimntegrated=axTEERrypicar+bxTEERMax =ax+b*PMAx
式中：a+b-1，α、b的值由运营商根据对扩容路标的关注度设定。下面通过实例说明：
图5所示的负荷曲线，可以设定n=4，选定0负荷、50%负荷、80%负荷、100%负荷四个测试点对设备进行测试，则各个测试点对应的权重分别为α。t
t,+ots
St，αioo=T
_&4。另
外运营商根据自己的扩容规划定义出典型容量TEER所占的权重a，和最大容量所占的权重b。负载（%）
容量配置
100%负荷
80%负荷
50%负荷
0%负荷
St48ts
图5测试区段的划分
通过实际测试典型容量配置下设备0负荷、50%负荷、80%负荷、100%负荷下的实际功耗P、P0Pso、Poo。
然后利用各负荷所占的比例对测试点的功耗进行加权，就可以得出：P=ZP,×α,=P×α+Pso×αso+Pso×αgo+Pioo×α003-s,xα,=0.5xSxaso+0.8xxαs+Sxa100s/
则典型容量下的TEER为：TEERweralP
同样通过实际测试可以获得最大容量配置下的PM（0负荷）、Pus0（50%负荷）、PMs0（80%负荷）和PM100（100%负荷）。
然后计算加权平均功耗和容量：PMx=ZPMn×α,=PMo×αo+PM so×αso+PM80×αso+PM10×α100SMAx=ZSMAXnxQ,=0.5×SMAx×αso+0.8×SMAx×ago+SM4x×α10oSMAXA
则最大容量下的TEER为：TEERMAx/PMAX
这样就得到综合TEER为：
TEERrntegated =axTEERNorma+bxTEERMax=axPMAX
式中：a+b=1，a、b的值由运营商根据对扩容路标的关注度设定。表1和表2分别描述移动核心网传统网元和IMS核心网网元的关键指标（S的定义）。5
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MSC Server
IMS-MGW
参考话务模型
归属位置寄存器
移动交换中心
媒体网关
表1传统移动核心网网元关键指标设备描述
用户数（subs）
关键指标(S)
话务量（Erlang）
话务量(Erlang）
服务GPRS支持节点
网关GPRS支持节点
2IMS核心网网元关键指标
设备描述
呼叫会话控制功能
边界网关控制功能
媒体网关控制功能
媒体资源功能控制器
媒体资源功能处理器
归属用户服务器
签约位置功能
应用服务器
互联边界控制功能
IMS媒体网关功能
位置恢复功能
附着用户数（subs)
PDP上下文(PDP)
关键指标(S)
用户数(subs）
用户数(subs）
话务量(Erlang)
用户数(subs）
用户数(subs）
用户数(subs）
用户数(subs）
用户数(subs）
用户数(subs）
话务量(Erlang)
用户数(subs）
话务模型和容量一起确定了设备的应用场景，并进一步确定了设备所需配置情况。话务模型是描述设备用户的行为特征和强度等信息的一组参数集合。表3~表14定义了移动核心网网元和IMS核心网网元的话务模型参数。
3MSC/MSS话务模型参数
忙时平均每用户话务量
每用户忙时试呼次数
忙时平均呼叫时长
忙时每用户短消息数（MO+MT）
(MO:MT=50%:50%)
忙时每用户位置更新次数
其中跨MSC/VLR位置更新
MSC/VLR内部位置更新
周期性位置更新
每用户忙时IMSI附着
每用户忙时IMSI去附着
MSC内忙时每用户切换次数
（跨BSC/RNC）
-3G-3G比例
-3G→2G比例
iiKAoi KAca
—2G→2G比例
MSC间忙时每用户切换次数
累计鉴权
智能网用户比例（MOC:MTC=50%：50%）彩铃用户比例
彩铃平均播放时长
（含在呼叫长度60s内）
可视电话比例
（占3G-3G呼叫比例）
中继话路负荷
局间中继VOIP比例
64K信令链路负荷（单向正常）
2M信令链路负荷（单向正常）
TD话务比例
表3（续）
GMSC/GMSS话务模型包含参数
忙时呼叫时长
本网用户呼叫他网用户的比例
彩铃用户比例
智能网用户比例
中继话路负荷
网内侧中继VOIP比例
64K信令链路负荷(单向正常)
2M信令链路负荷（单向正常）
表5HLR/HSS话务模型包含参数
用户比例
2G/3G用户
(90%）
LTE用户
（10%）
忙时每用户短消息数（MO+MT）
忙时每用户位置更新次数
忙时每用户切换次数
忙时每用户路由查询次数
忙时每用户鉴权次数
静态与动态用户比例
彩铃用户比例
智能用户比例
GPRS用户比例
忙时每用户鉴权次数
忙时每用户位置更新请求次数
忙时每用户取消位置更新请求次数忙时每用户通知次数
忙时每用户插入用户数据次数
YD/T3046-2016
YD/T3046-2016
用户比例
6MME/SGSN和SAE-GW/GGSN话务模型包含参数表6
HSS/HLR中LTE用户数
忙时附着签约比
忙时同时使用业务用户比例
忙时平均每数据业务用户最大流量量（不含开销）
用户数据平均包长（不含开销）忙时承载数（默认承载和专用承载比例不受限）忙时平均每用户附着次数
忙时平均每用户去附着次数
忙时平均每用户TAU（跨MME）次数忙时平均每用户TAU（同一MME内）次数忙时平均每用户TAU/RAU
（MME与SGSN系统之间）次数
忙时平均每用户LTE系统内切换（跨MIME）次数忙时平均每用户LTE系统内切换（不跨MME）次数忙时平均每用户S1Release次数
LTE用户
（10%）
2G用户（75%）
忙时平均每用户寻呼（paging）次数平均每TA中包含的eNodeB数量
忙时平均每用户ServiceRequest次数每ServiceRequest的EPS鉴权MME向HSS索取鉴权参数的次数EPS鉴权
内容计费(七层解析)
分组域实时计费
APN融合
忙时每Bearer产生CDR数量
每天忙时
每月计算天数
CSFB用户比例
忙时平均每CSFB用户话务量
忙时平均每CSFB用户短信
忙时平均每非CSFB用户短信
附着签约比%
PDP承载数
同时使用业务用户比例
每使用业务用户平均流量（单向、双向）用户平均包长（不含开销）
每用户忙时附着次数（含Detach）每用户忙时激活次数（含Deactive）每用户忙时RAU流程次数
MME每次从HSS获取
1组鉴权参数
100%开启
100%开启
100%开启
100%开启
16CDR(8SGW-CDR+8
PGW-CDR)
40%（总LTE用户数）
2MO+2MT
1次MT
kbit/s
kbit/s
用户比例
2G用户（75%）
3G用户（15%）
会话建立速率
其中：INTRA-SGSN
其中：INTER-SGSN
忙时2G-3G切换流程次数
每用户忙时寻呼次数
分组域实时计费
分组域内容计费
融合APN
附着签约比%
表6（续）
承载数（含DefaultBearerDedicatedBear，且两者比例不受限）同时使用业务用户比例
每使用业务用户平均流量
量（单向、双向）
用户平均包长（不含开销）
每用户忙时附着次数（含Detach）每用户忙时激活次数（含Deactive）每用户忙时RAU流程次数
其中：INTRA-SGSN
其中：INTER-SGSN
每用户忙时3G/2G的切换次数
每用户忙时业务请求次数
每用户忙时寻呼次数
分组域实时计费
分组域内容计费
融合APN
表7PCRF/SPR设备参考话务模型
每会话基于使用量上报周期
每会话基于使用时间上报周期
平均每会话基于时间段的策略主动下发会话终止速率
PCRF配置规则数
平均每用户会话下发策略数
平均每用户组关联策略数
25静态+5动态
YD/T3046-2016
kbit/s
次/10万用户/秒
次/小时
次/小时
次/小时
次/10万用户/秒
CDMA网络MME/SGW/PGW/PDSN/CG/PCRF/HSGW/DRA设备参考话务模型参数
HLR/HSS中LTE用户数比例
LTE用户（10%）
忙时附着签约比
忙时同时使用业务用户比例
忙时平均每数据业务用户最大流量量（不含开销）
kbit/s
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