2G/3G LAC與4G/5G TAC的協同優化

涂鴻漸

（中國移動通信集團湖南有限公司網優中心，湖南 長沙 410003）

0 引言

一般而言，現網中存在少量4G TAC（Tracking Area Code，跟蹤區域代碼）和2G/3G LAC（Location Area Code，位置區域代碼）不一致及插花的現象，造成該問題的主要原因包括：基站、小區的TAC、LAC參數配置有誤或失當；RRU 拉遠，或當靠近邊界的基站小區有過覆蓋現象時，也可能實質上衍生出TAC、LAC插花等問題。與此同時，由于城建和4G 用戶發展，當原先比照LAC 劃分的部分TAC 邊界基站產生高流量、高話務時，隨之而來的是這些站下終端跨TAC 重選和切換次數增多，也需要合理調整。還有特殊情況如高鐵專網、地鐵TAC 所致。因此，有必要進行TAC 與LAC的一致性等協同核查優化。

核查可以從核心網和無線側開展，相關手段包括數據配置檢查、路測發現、撥打測試并結合信令分析?，F有文獻一般涵蓋核心網優化、未接通投訴案例分析、CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）優化等，其中提到了TAC 的部分內容。本文則從無線側小區配置入手，聯系移動終端位置更新及主被叫原理，全面而集中地闡釋了TAC 與LAC 的一致性問題，探討了各種異常配置對網絡和用戶的影響。最后提出了無線側配置異常的核查手段及系統設計方案，為用戶感知的提升帶來了益處。

1 TAC、LAC一般性問題及影響

1.1 TAC、LAC不一致及插花的影響

TAC/LAC 插花或不一致時，可導致尋呼用戶或語音回落失敗，或時延增加，特別是上述現象多且用戶量大時，將影響用戶感知和相關網絡指標，嚴重時尋呼等控制信道負荷也可能上升。假設TAC 和LAC 在核心網MME（Mobility Management Entity，移動管理實體）是一一對應的，另外TA List（Tracking Area List，跟蹤區列表）僅配置了一個TAC，此處具體分析無線側3 種可能的錯配情形。

（1）情形1：TAC、LAC 一致但插花

如圖1，共站的4G/2G 基站分別配置了TAC1 跟蹤區（錯誤，應為TAC2）/LAC1 位置區（錯誤，應為LAC2），位于周邊站均為4G TAC2/2G LAC2 配置的區域。這是關于TAC 與LAC 一致且TAC、LAC 均插花的情況。當移動終端從TAC1/LAC1 站下移動到TAC2/LAC2 區域范圍時，空閑態下會觸發TAU（Tracking Area Update，跟蹤區更新）或位置更新。此時，若用戶終端剛好作被叫，則尋呼可能仍舊在TAC1 區域范圍內（不含TAC2）進行，從而導致尋呼失敗；若連續尋呼，等用戶從TAC1 到TAC2 的TAU 完成后，此時尋呼可能成功，但尋呼時延增加，若超過相關定時器，也會造成尋呼失敗。若考慮被叫終端還要進行GSM 網絡的位置更新，則語音CSFB 回落時延也增加，即有回落失敗、通話未接通的可能性?？傊?，不利于尋呼和回落，這也是TAC、LAC 邊界不宜設置于高話務和流量位置的原因。

圖1 TAC1/LAC1一致但插花于TAC2/LAC2

（2）情形2：TAC、LAC 不一致且TAC 插花

如圖2，共站的4G/2G 基站分別配置了TAC1 跟蹤區（錯誤，應為TAC2）/LAC2 位置區（正確），位于周邊站均為4G TAC2/2G LAC2 配置的區域。這是關于TAC 與LAC 不一致且TAC 插花的情況。當移動終端從TAC1/LAC2 站下移動到TAC2/LAC2 區域范圍時，空閑態下會觸發TAU。此時若用戶終端作被叫，則尋呼可能仍舊在TAC1 區域范圍內進行，導致尋呼失?。蝗衾^續尋呼，等用戶TAU 完成，此時尋呼可能成功，但尋呼時延增加，若超過相關定時器，還會造成尋呼失敗。若用戶終端并未移動，此時在TAC1 下作被叫，則無法正常回落到LAC2，手機需要重選GSM 頻點，語音回落時延增加，也有回落失敗的可能性。總之，同樣不利于尋呼和回落，這也是排查TAC/LAC 不一致的原因之一。

圖2 TAC1/LAC2不一致且插花于TAC2/LAC2

（3）情形3：TAC、LAC 不一致且LAC 插花

如圖3，共站的4G/2G 基站分別配置了TAC2 跟蹤區（正確）/LAC1 位置區（錯誤，應為LAC2），這是關于TAC 與LAC 不一致且LAC 插花的情況。當用戶在TAC2/LAC1 站下時，若用戶終端作被叫，則尋呼可能無法成功，這是排查TAC/LAC 不一致的另一個原因。

圖3 TAC2/LAC1不一致且插花于TAC2/LAC2

上述幾種情形僅考慮了終端從TAC/LAC 配置錯誤的小范圍區域移動到周邊大范圍的情形，反方向移動時可進行類似分析。除開空閑態，連接態下的CSFB尋呼情形有所類似，而主叫情況下有時也是有不利之處（比如第二和三種情形下，主叫終端需要回落至2G重新搜索頻點接入起呼）。綜上，上述TAC/LAC 插花或不一致時，容易導致CSFB 尋呼或回落失敗，或時延增加，可影響相關指標、控制信道負荷、感知投訴等。

實際上，基站的過覆蓋現象，也可能造成TAC、LAC 插花問題，即類似第一種情形。另外常說的TAC、LAC 覆蓋范圍需要保持基本一致，也是為了避免上述問題出現的一條基本要求。

1.2 跨TAC、LAC頻繁切換的影響

跨TAC、LAC 切換頻繁的原因：如站點TAC、LAC 插花，或者位于TAC、LAC 邊界，邊界劃分不合理等所致。

跨TAC、LAC 切換頻繁的影響：影響呼叫接通和回落，增加信道信令負荷；影響小區間更快的切換、甚至業務速率。具體地，由于TAC、LAC 設置不合理，因用戶移動和信號覆蓋邊界波動而引起的終端頻繁位置更新信令過程，將增加網絡負荷，甚至劣化網絡性能，比如造成接入信道擁塞、尋呼時延/次數增加，從而影響網絡質量和用戶體驗（接通時延/成功率、業務態速率等）。

1.3 關于3G LAC的協同優化

和2G 類似，現網中的3G 網絡也有LAC，一般比照2G LAC 劃分。同樣地，3G LAC 和2G LAC、4G TAC 也應保持合理一致，其協同核查及優化過程同本文其他部分內容。終端在CSFB 時，可以根據網絡設置、網絡覆蓋/ 干擾/ 負荷等情況，從4G 回落到2G或3G。

2 TAC、LAC協同優化解決方案

由于存量基站、小區數量巨大，通過在電子地圖上人工核查基站TAC、LAC 的方式費時費力，因此需要有系統核查工具的支撐。以下從TAC/LAC 插花或不一致、TAC 邊界不合理兩方面分別描述核查方案。

2.1 TAC/LAC插花與不一致的自動核查解決方案

（1）TAC/LAC 插花及一致性核查算法

基于LTE、GSM 兩種場景的TAC/LAC 插花及一致性核查算法，核查步驟是先查找TAC 或者LAC 的插花，再比較TAC/LAC 是否不一致。最后輸出TAC/LAC插花及不一致問題小區，即可以查看LTE 站點TAC 插花4G 小區，2G 站點LAC 插花的2G 小區，以及TAC/LAC 不一致小區。

1）LTE 核查算法：

LTE 核查是指以4G 基站為中心，對一定距離內的所有4G、2G 基站進行TAC 比對。算法以2G/4G 基站和小區資源數據為輸入，提取小區資源數據中的經緯度、TAC、LAC、所屬區域場景等字段值，對其進行插花和一致性計算。其核心處理思想是，先根據每個LTE 網元（基站、小區）地理位置以及場景類別搜索周邊LTE、GSM 網元列表，接著在對應網元列表中分別進行TAC/TAC 和TAC/LAC 的一致性判斷，同時提示是否存在稀疏覆蓋導致比較對象缺失，以便進一步針對性處理。輸出結果包括“TAC 插花”（核查結果A）、“TAC 與LAC 不一致”（核查結果B），“周邊800 m 內無4G 基站”、“周邊1 000 m 內無2G 基站”等備注。

◆城區、縣城場景：

第一步，以LTE 基站為中心，在距離該站800 m 內的所有LTE 基站中，如沒有發現任何一個LTE 基站配置的TAC 與該LTE 基站配置的TAC 一致，則認為該站“TAC 插花”（核查結果A）；否則，認為TAC 未插花。核查時，如果LTE 基站周邊核查距離內沒有找到至少1個其它LTE 基站，則備注為“周邊800 m 內無4G 基站”，并進入第二步；否則，該站核查結束。

第二步，以上述LTE 基站為中心，在距離該站1 000 m 內的所有GSM 基站中，如沒有發現任何一個GSM 基站配置的LAC 與該LTE 基站配置的TAC 一致，則認為該站“TAC 與LAC 不一致”（核查結果B）；否則，認為一致。核查時，如果LTE 基站周邊核查距離內沒有找到至少1 個其它GSM 基站，則補充備注為“周邊1 000 m 內無2G 基站”。

◆其他場景（農村、鄉鎮、高速、高鐵等）：上述步驟1 和2 的核查距離均為3 000 m，其余同上。

以核查網元LTE eNB:TAC1/GSM BTS:LAC1 的插花為例，基本算法流程示意說明如下。

圖4 中，按TAC/LAC 統計網元數：基于核查網元列表的TAC/LAC 參數進行分組統計，同TAC/LAC 網元進行計數，如果某組TAC/LAC 計數為1，則說明該網元組中僅存在一個網元為此TAC/LAC 配置。

最小統計存在1 且與核查網元一致：根據TAC/LAC 統計數量進行排序，根據前述步驟判斷該TAC/LAC 在此網元組中僅存一條記錄，且該記錄為核查網元記錄的話，則說明以該網元為中心，周邊所有網元都與其TAC/LAC 配置數據不一致，可判斷為插花/不一致問題。

2）GSM 核查算法：

GSM 核查是指以2G 基站為中心，對一定距離內的所有2G、4G 基站進行LAC 比對。

◆城區、縣城場景：

第一步，以GSM 基站為中心，在距離該站1 500 m內的所有GSM 基站中，如沒有發現任何一個GSM 基站配置的LAC 與該GSM 基站配置的LAC 一致，則認為該站“LAC 插花”（核查結果C）；否則，認為LAC 未插花。核查時，如果GSM 基站周邊核查距離內沒有找到至少1 個其它GSM 基站，則備注為“周邊1500m 內無2G 基站”，并進入第二步；否則，該站核查結束。

圖4 TAC1/LAC1一致但插花于TAC2/LAC2核查算法

第二步，以GSM 基站為中心，在距離該站800 m內的所有LTE 基站中，如沒有發現任何一個LTE 基站配置的TAC 與該GSM 基站配置的LAC 一致，則認為該站“LAC 與TAC 不一致”（核查結果D）；否則，認為一致。核查時，如果GSM 基站周邊核查距離內沒有找到至少1 個其它LTE 基站，則補充備注為“周邊800 m 內無4G 基站”。

◆其他場景（農村、鄉鎮、高速、高鐵等）：步驟1和2 的核查距離分別為4 000 m 和3 000 m，其余步驟同上。

（2）自動生成TAC、LAC 優化調整建議方案的算法

1）TAC、LAC 插花建議調整方法：

TAC 插花基于自動核查結果（A）中插花的LTE基站進行計算，推薦將插花LTE TAC 配置為距離最近的LTE 小區的TAC 值或附近LTE 小區數最多的TAC值。LAC 插花基于自動核查結果（C）中插花的GSM基站進行計算，推薦將插花GSM LAC 配置為距離最近的GSM 小區的LAC 值或附近GSM 小區數最多的LAC 值。

2）TAC、LAC 不一致時的建議調整方法：

基于TAC/LAC 自動核查結果（B）和（D）進行計算，其中對于結果（B）推薦將不一致LTE TAC 配置為距離最近的2G 小區的LAC 值或附近2G 小區數最多的LAC 值；對于結果（D）推薦將不一致GSM LAC 配置為距離最近的LTE 小區的TAC 值或附近LTE 小區數最多的TAC 值。

（3）GIS 呈現

將所涉及4G/2G 基站小區呈現在GIS 地圖上，并以不同顏色標識出插花或不一致的問題基站小區，同時顯示所有4G/2G 基站小區的TAC/LAC 值查看。

（4）工具使用效果

工具提供關于各地市區域、各類場景（包括城區、縣城、農村、鄉鎮、高速、高鐵等）的核查處理建議，并基于GIS 引擎進行打點和渲染。算法核查結果表明（A）～（D）及備注情況，包括TAC 修改建議。

在結果列表中點擊其中TAC 插花或TAC 與LAC不一致的小區，即可在地圖上呈現。

該工具為B/S 架構，后臺服務器周期性地核查運算全省數據并保存結果，通過前臺網頁供查詢展示。底層借助Oracle 存儲過程進行計算，根據循環算法，將應核查數據參數錄入到TAC/LAC 協同核查算法中，通過存儲過程核算插花等情況。由于網元TAC、LAC數據的相對穩定性，后臺運算可以在夜間或空閑時進行，因此可靈活占用資源，而前臺調用展示的速度將非常迅速。

2.2 TAC邊界合理性自動核查方案

（1）現狀評估

評估內容包括網內小區的跨TAC 切換比例，切換次數，TOP3 切換出/入鄰區名稱、TAC 及距離等明細。

（2）算法說明

通過分析鄰區級切換數據，按小區統計跨TAC 切換比例，核查呈現超門限的小區列表，供優化人員參考決定是否需要調整該小區TAC 歸屬，以減少跨TAC 切換或TAU 次數。其中，跨TAC 切換是指，源小區的歸屬TAC 和目標小區的歸屬TAC 不一致；

小區跨TAC 切換出比例=小區跨TAC 切換出成功次數/小區切換出成功總次數；

小區跨TAC 切換入比例=小區跨TAC 切換入成功次數/小區切換入成功總次數；

小區跨TAC 切換比例=(小區跨TAC 切換出成功次數+小區跨TAC 切換入成功次數)/(小區切換出成功總次數+小區切換入成功總次數)；

（3）工具使用效果

查詢條件：小區級全天總切換次數（可自設門限，默認400 次以上）；小區級跨TAC 切換與總切換次數占比（可自設門限，默認70%以上）；地市（各地市、全?。粫r間（默認為“天”）。

算法核查結果表明網內小區的跨TAC 切換詳情，包括區域/TAC/小區名稱、跨TAC 切換比例%、總切換次數、切出/切入成功次數、TOP1～3 切出小區名稱/所屬TAC/距本小區距離。

點擊核查結果中任一小區名稱，系統將在GIS 地圖中自動呈現該小區的切入、切出TOP3 情況。

3 協同優化總體效果

3.1 工具應用的實際成效

TAC 與LAC 的協同核查優化算法工具在省內推廣使用4 年來，根據所核查的問題小區進行調整優化，減少TAU 次數，改善CSFB 和VoLTE（Voice over Long-Term Evolution，長期演進語音承載）尋呼、回落性能。結果表明，TAC 插花小區、LAC 插花小區、TAC/LAC不一致小區、頻繁跨TAC 切換小區均不同程度減少；CSFB 尋呼成功率，回落成功率則得到提升。

上線半年內指導完成數輪TAC/LAC 插花，及TAC邊界合理性核查與優化。全省TAC 插花小區減少1 143個，占小區總量0.8%；LAC 插花小區減少796 個，占小區總量0.8%；TAC/LAC 不一致小區減少2 696 個，占小區總量1.8%。同時期的頻繁跨TAC 切換小區（跨TAC 切換比例高于70% 的小區）減少1 069 個，較核查優化前下降39%，頻繁跨TAC 切換小區的總切換次數下降45%，其中跨TAC 的切換次數下降47%。全省CSFB 被叫回落成功率提升0.38 個百分點，VoLTE 語音質量提升1.23 個百分點。TAC/LAC 專項優化實踐經驗表明，當全省TAC 插花小區減少452 個，LAC 插花小區減少120 個，頻繁跨TAC 切換小區減少139 個的情形下，能促進全網CSFB 尋呼成功率提升0.01 個百分點，CSFB 回落成功率提升0.06 個百分點，顯示出改善用戶感知的效果。實際工作中經考察權衡各種因素，也有一些不建議調整的邊界小區，可以納入白名單免予處理。

3.2 日?；瘧?/h3>

在TAC 邊界合理性核查方面，本工具算法的分析基礎是小區切換數據，也有其他算法采用MR 數據為依據進行運算。結果表明，兩者所輸出問題小區清單存在重合度。因而兩者既可互補，也可取其共同結果作為重點處理對象。

在網優集中分析流程中，還可以將TAC 合理性與頻繁切換小區、切換差小區等加以關聯分析。

4 5G TAC的規劃優化展望

綜上，本文分析了無線側各種TAC/LAC 異常配置對網絡和用戶感知的不利影響，設計提出了IT 化核查優化工具，能夠有效發現和解決小區級TAC、LAC 的不合理配置問題，進而提升網絡質量。

去年以來，為打造 4G/5G 精品網絡，全網正推進4G/5G 協同規劃，強化4G/5G 協同優化。類似于4G，5G TA/TAL（Tracking Area/Tracking Area List，跟蹤區/跟蹤區列表）規劃位置區不宜過大，也不宜過小。過大，則可能導致尋呼過載；過小，則會導致位置區頻繁更新（TAU），信令開銷較大、或導致信令風暴。位置區規劃的原則同LTE；NSA（Non-Standalone，非獨立組網）組網TA/TAL 規劃參考LTE TA/TAL 規劃；5G NR（New Radio，新空口）復用LTE 站址建網時，NR 可以借鑒/使用LTE 的TAC。而將來關于4G/5G TAC 的協同優化，可參考、轉化應用本文關于2G/3G LAC 與4G TAC 協同優化的方法。