2G/3G LAC与4G/5G TAC的协同优化

涂鸿渐

（中国移动通信集团湖南有限公司网优中心，湖南 长沙 410003）

0 引言

一般而言，现网中存在少量4G TAC（Tracking Area Code，跟踪区域代码）和2G/3G LAC（Location Area Code，位置区域代码）不一致及插花的现象，造成该问题的主要原因包括：基站、小区的TAC、LAC参数配置有误或失当；RRU 拉远，或当靠近边界的基站小区有过覆盖现象时，也可能实质上衍生出TAC、LAC插花等问题。与此同时，由于城建和4G 用户发展，当原先比照LAC 划分的部分TAC 边界基站产生高流量、高话务时，随之而来的是这些站下终端跨TAC 重选和切换次数增多，也需要合理调整。还有特殊情况如高铁专网、地铁TAC 所致。因此，有必要进行TAC 与LAC的一致性等协同核查优化。

核查可以从核心网和无线侧开展，相关手段包括数据配置检查、路测发现、拨打测试并结合信令分析。现有文献一般涵盖核心网优化、未接通投诉案例分析、CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）优化等，其中提到了TAC 的部分内容。本文则从无线侧小区配置入手，联系移动终端位置更新及主被叫原理，全面而集中地阐释了TAC 与LAC 的一致性问题，探讨了各种异常配置对网络和用户的影响。最后提出了无线侧配置异常的核查手段及系统设计方案，为用户感知的提升带来了益处。

1 TAC、LAC一般性问题及影响

1.1 TAC、LAC不一致及插花的影响

TAC/LAC 插花或不一致时，可导致寻呼用户或语音回落失败，或时延增加，特别是上述现象多且用户量大时，将影响用户感知和相关网络指标，严重时寻呼等控制信道负荷也可能上升。假设TAC 和LAC 在核心网MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）是一一对应的，另外TA List（Tracking Area List，跟踪区列表）仅配置了一个TAC，此处具体分析无线侧3 种可能的错配情形。

（1）情形1：TAC、LAC 一致但插花

如图1，共站的4G/2G 基站分别配置了TAC1 跟踪区（错误，应为TAC2）/LAC1 位置区（错误，应为LAC2），位于周边站均为4G TAC2/2G LAC2 配置的区域。这是关于TAC 与LAC 一致且TAC、LAC 均插花的情况。当移动终端从TAC1/LAC1 站下移动到TAC2/LAC2 区域范围时，空闲态下会触发TAU（Tracking Area Update，跟踪区更新）或位置更新。此时，若用户终端刚好作被叫，则寻呼可能仍旧在TAC1 区域范围内（不含TAC2）进行，从而导致寻呼失败；若连续寻呼，等用户从TAC1 到TAC2 的TAU 完成后，此时寻呼可能成功，但寻呼时延增加，若超过相关定时器，也会造成寻呼失败。若考虑被叫终端还要进行GSM 网络的位置更新，则语音CSFB 回落时延也增加，即有回落失败、通话未接通的可能性。总之，不利于寻呼和回落，这也是TAC、LAC 边界不宜设置于高话务和流量位置的原因。

图1 TAC1/LAC1一致但插花于TAC2/LAC2

（2）情形2：TAC、LAC 不一致且TAC 插花

如图2，共站的4G/2G 基站分别配置了TAC1 跟踪区（错误，应为TAC2）/LAC2 位置区（正确），位于周边站均为4G TAC2/2G LAC2 配置的区域。这是关于TAC 与LAC 不一致且TAC 插花的情况。当移动终端从TAC1/LAC2 站下移动到TAC2/LAC2 区域范围时，空闲态下会触发TAU。此时若用户终端作被叫，则寻呼可能仍旧在TAC1 区域范围内进行，导致寻呼失败；若继续寻呼，等用户TAU 完成，此时寻呼可能成功，但寻呼时延增加，若超过相关定时器，还会造成寻呼失败。若用户终端并未移动，此时在TAC1 下作被叫，则无法正常回落到LAC2，手机需要重选GSM 频点，语音回落时延增加，也有回落失败的可能性。总之，同样不利于寻呼和回落，这也是排查TAC/LAC 不一致的原因之一。

图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

如图3，共站的4G/2G 基站分别配置了TAC2 跟踪区（正确）/LAC1 位置区（错误，应为LAC2），这是关于TAC 与LAC 不一致且LAC 插花的情况。当用户在TAC2/LAC1 站下时，若用户终端作被叫，则寻呼可能无法成功，这是排查TAC/LAC 不一致的另一个原因。

图3 TAC2/LAC1不一致且插花于TAC2/LAC2

上述几种情形仅考虑了终端从TAC/LAC 配置错误的小范围区域移动到周边大范围的情形，反方向移动时可进行类似分析。除开空闲态，连接态下的CSFB寻呼情形有所类似，而主叫情况下有时也是有不利之处（比如第二和三种情形下，主叫终端需要回落至2G重新搜索频点接入起呼）。综上，上述TAC/LAC 插花或不一致时，容易导致CSFB 寻呼或回落失败，或时延增加，可影响相关指标、控制信道负荷、感知投诉等。

实际上，基站的过覆盖现象，也可能造成TAC、LAC 插花问题，即类似第一种情形。另外常说的TAC、LAC 覆盖范围需要保持基本一致，也是为了避免上述问题出现的一条基本要求。

1.2 跨TAC、LAC频繁切换的影响

跨TAC、LAC 切换频繁的原因：如站点TAC、LAC 插花，或者位于TAC、LAC 边界，边界划分不合理等所致。

跨TAC、LAC 切换频繁的影响：影响呼叫接通和回落，增加信道信令负荷；影响小区间更快的切换、甚至业务速率。具体地，由于TAC、LAC 设置不合理，因用户移动和信号覆盖边界波动而引起的终端频繁位置更新信令过程，将增加网络负荷，甚至劣化网络性能，比如造成接入信道拥塞、寻呼时延/次数增加，从而影响网络质量和用户体验（接通时延/成功率、业务态速率等）。

1.3 关于3G LAC的协同优化

和2G 类似，现网中的3G 网络也有LAC，一般比照2G LAC 划分。同样地，3G LAC 和2G LAC、4G TAC 也应保持合理一致，其协同核查及优化过程同本文其他部分内容。终端在CSFB 时，可以根据网络设置、网络覆盖/ 干扰/ 负荷等情况，从4G 回落到2G或3G。

2 TAC、LAC协同优化解决方案

由于存量基站、小区数量巨大，通过在电子地图上人工核查基站TAC、LAC 的方式费时费力，因此需要有系统核查工具的支撑。以下从TAC/LAC 插花或不一致、TAC 边界不合理两方面分别描述核查方案。

2.1 TAC/LAC插花与不一致的自动核查解决方案

（1）TAC/LAC 插花及一致性核查算法

基于LTE、GSM 两种场景的TAC/LAC 插花及一致性核查算法，核查步骤是先查找TAC 或者LAC 的插花，再比较TAC/LAC 是否不一致。最后输出TAC/LAC插花及不一致问题小区，即可以查看LTE 站点TAC 插花4G 小区，2G 站点LAC 插花的2G 小区，以及TAC/LAC 不一致小区。

1）LTE 核查算法：

LTE 核查是指以4G 基站为中心，对一定距离内的所有4G、2G 基站进行TAC 比对。算法以2G/4G 基站和小区资源数据为输入，提取小区资源数据中的经纬度、TAC、LAC、所属区域场景等字段值，对其进行插花和一致性计算。其核心处理思想是，先根据每个LTE 网元（基站、小区）地理位置以及场景类别搜索周边LTE、GSM 网元列表，接着在对应网元列表中分别进行TAC/TAC 和TAC/LAC 的一致性判断，同时提示是否存在稀疏覆盖导致比较对象缺失，以便进一步针对性处理。输出结果包括“TAC 插花”（核查结果A）、“TAC 与LAC 不一致”（核查结果B），“周边800 m 内无4G 基站”、“周边1 000 m 内无2G 基站”等备注。

◆城区、县城场景：

第一步，以LTE 基站为中心，在距离该站800 m 内的所有LTE 基站中，如没有发现任何一个LTE 基站配置的TAC 与该LTE 基站配置的TAC 一致，则认为该站“TAC 插花”（核查结果A）；否则，认为TAC 未插花。核查时，如果LTE 基站周边核查距离内没有找到至少1个其它LTE 基站，则备注为“周边800 m 内无4G 基站”，并进入第二步；否则，该站核查结束。

第二步，以上述LTE 基站为中心，在距离该站1 000 m 内的所有GSM 基站中，如没有发现任何一个GSM 基站配置的LAC 与该LTE 基站配置的TAC 一致，则认为该站“TAC 与LAC 不一致”（核查结果B）；否则，认为一致。核查时，如果LTE 基站周边核查距离内没有找到至少1 个其它GSM 基站，则补充备注为“周边1 000 m 内无2G 基站”。

◆其他场景（农村、乡镇、高速、高铁等）：上述步骤1 和2 的核查距离均为3 000 m，其余同上。

以核查网元LTE eNB:TAC1/GSM BTS:LAC1 的插花为例，基本算法流程示意说明如下。

图4 中，按TAC/LAC 统计网元数：基于核查网元列表的TAC/LAC 参数进行分组统计，同TAC/LAC 网元进行计数，如果某组TAC/LAC 计数为1，则说明该网元组中仅存在一个网元为此TAC/LAC 配置。

最小统计存在1 且与核查网元一致：根据TAC/LAC 统计数量进行排序，根据前述步骤判断该TAC/LAC 在此网元组中仅存一条记录，且该记录为核查网元记录的话，则说明以该网元为中心，周边所有网元都与其TAC/LAC 配置数据不一致，可判断为插花/不一致问题。

2）GSM 核查算法：

GSM 核查是指以2G 基站为中心，对一定距离内的所有2G、4G 基站进行LAC 比对。

◆城区、县城场景：

第一步，以GSM 基站为中心，在距离该站1 500 m内的所有GSM 基站中，如没有发现任何一个GSM 基站配置的LAC 与该GSM 基站配置的LAC 一致，则认为该站“LAC 插花”（核查结果C）；否则，认为LAC 未插花。核查时，如果GSM 基站周边核查距离内没有找到至少1 个其它GSM 基站，则备注为“周边1500m 内无2G 基站”，并进入第二步；否则，该站核查结束。

图4 TAC1/LAC1一致但插花于TAC2/LAC2核查算法

第二步，以GSM 基站为中心，在距离该站800 m内的所有LTE 基站中，如没有发现任何一个LTE 基站配置的TAC 与该GSM 基站配置的LAC 一致，则认为该站“LAC 与TAC 不一致”（核查结果D）；否则，认为一致。核查时，如果GSM 基站周边核查距离内没有找到至少1 个其它LTE 基站，则补充备注为“周边800 m 内无4G 基站”。

◆其他场景（农村、乡镇、高速、高铁等）：步骤1和2 的核查距离分别为4 000 m 和3 000 m，其余步骤同上。

（2）自动生成TAC、LAC 优化调整建议方案的算法

1）TAC、LAC 插花建议调整方法：

TAC 插花基于自动核查结果（A）中插花的LTE基站进行计算，推荐将插花LTE TAC 配置为距离最近的LTE 小区的TAC 值或附近LTE 小区数最多的TAC值。LAC 插花基于自动核查结果（C）中插花的GSM基站进行计算，推荐将插花GSM LAC 配置为距离最近的GSM 小区的LAC 值或附近GSM 小区数最多的LAC 值。

2）TAC、LAC 不一致时的建议调整方法：

基于TAC/LAC 自动核查结果（B）和（D）进行计算，其中对于结果（B）推荐将不一致LTE TAC 配置为距离最近的2G 小区的LAC 值或附近2G 小区数最多的LAC 值；对于结果（D）推荐将不一致GSM LAC 配置为距离最近的LTE 小区的TAC 值或附近LTE 小区数最多的TAC 值。

（3）GIS 呈现

将所涉及4G/2G 基站小区呈现在GIS 地图上，并以不同颜色标识出插花或不一致的问题基站小区，同时显示所有4G/2G 基站小区的TAC/LAC 值查看。

（4）工具使用效果

工具提供关于各地市区域、各类场景（包括城区、县城、农村、乡镇、高速、高铁等）的核查处理建议，并基于GIS 引擎进行打点和渲染。算法核查结果表明（A）～（D）及备注情况，包括TAC 修改建议。

在结果列表中点击其中TAC 插花或TAC 与LAC不一致的小区，即可在地图上呈现。

该工具为B/S 架构，后台服务器周期性地核查运算全省数据并保存结果，通过前台网页供查询展示。底层借助Oracle 存储过程进行计算，根据循环算法，将应核查数据参数录入到TAC/LAC 协同核查算法中，通过存储过程核算插花等情况。由于网元TAC、LAC数据的相对稳定性，后台运算可以在夜间或空闲时进行，因此可灵活占用资源，而前台调用展示的速度将非常迅速。

2.2 TAC边界合理性自动核查方案

（1）现状评估

评估内容包括网内小区的跨TAC 切换比例，切换次数，TOP3 切换出/入邻区名称、TAC 及距离等明细。

（2）算法说明

通过分析邻区级切换数据，按小区统计跨TAC 切换比例，核查呈现超门限的小区列表，供优化人员参考决定是否需要调整该小区TAC 归属，以减少跨TAC 切换或TAU 次数。其中，跨TAC 切换是指，源小区的归属TAC 和目标小区的归属TAC 不一致；

小区跨TAC 切换出比例=小区跨TAC 切换出成功次数/小区切换出成功总次数；

小区跨TAC 切换入比例=小区跨TAC 切换入成功次数/小区切换入成功总次数；

小区跨TAC 切换比例=(小区跨TAC 切换出成功次数+小区跨TAC 切换入成功次数)/(小区切换出成功总次数+小区切换入成功总次数)；

（3）工具使用效果

查询条件：小区级全天总切换次数（可自设门限，默认400 次以上）；小区级跨TAC 切换与总切换次数占比（可自设门限，默认70%以上）；地市（各地市、全省）；时间（默认为“天”）。

算法核查结果表明网内小区的跨TAC 切换详情，包括区域/TAC/小区名称、跨TAC 切换比例%、总切换次数、切出/切入成功次数、TOP1～3 切出小区名称/所属TAC/距本小区距离。

点击核查结果中任一小区名称，系统将在GIS 地图中自动呈现该小区的切入、切出TOP3 情况。

3 协同优化总体效果

3.1 工具应用的实际成效

TAC 与LAC 的协同核查优化算法工具在省内推广使用4 年来，根据所核查的问题小区进行调整优化，减少TAU 次数，改善CSFB 和VoLTE（Voice over Long-Term Evolution，长期演进语音承载）寻呼、回落性能。结果表明，TAC 插花小区、LAC 插花小区、TAC/LAC不一致小区、频繁跨TAC 切换小区均不同程度减少；CSFB 寻呼成功率，回落成功率则得到提升。

上线半年内指导完成数轮TAC/LAC 插花，及TAC边界合理性核查与优化。全省TAC 插花小区减少1 143个，占小区总量0.8%；LAC 插花小区减少796 个，占小区总量0.8%；TAC/LAC 不一致小区减少2 696 个，占小区总量1.8%。同时期的频繁跨TAC 切换小区（跨TAC 切换比例高于70% 的小区）减少1 069 个，较核查优化前下降39%，频繁跨TAC 切换小区的总切换次数下降45%，其中跨TAC 的切换次数下降47%。全省CSFB 被叫回落成功率提升0.38 个百分点，VoLTE 语音质量提升1.23 个百分点。TAC/LAC 专项优化实践经验表明，当全省TAC 插花小区减少452 个，LAC 插花小区减少120 个，频繁跨TAC 切换小区减少139 个的情形下，能促进全网CSFB 寻呼成功率提升0.01 个百分点，CSFB 回落成功率提升0.06 个百分点，显示出改善用户感知的效果。实际工作中经考察权衡各种因素，也有一些不建议调整的边界小区，可以纳入白名单免予处理。

3.2 日常化应用

在TAC 边界合理性核查方面，本工具算法的分析基础是小区切换数据，也有其他算法采用MR 数据为依据进行运算。结果表明，两者所输出问题小区清单存在重合度。因而两者既可互补，也可取其共同结果作为重点处理对象。

在网优集中分析流程中，还可以将TAC 合理性与频繁切换小区、切换差小区等加以关联分析。

4 5G TAC的规划优化展望

综上，本文分析了无线侧各种TAC/LAC 异常配置对网络和用户感知的不利影响，设计提出了IT 化核查优化工具，能够有效发现和解决小区级TAC、LAC 的不合理配置问题，进而提升网络质量。

去年以来，为打造 4G/5G 精品网络，全网正推进4G/5G 协同规划，强化4G/5G 协同优化。类似于4G，5G TA/TAL（Tracking Area/Tracking Area List，跟踪区/跟踪区列表）规划位置区不宜过大，也不宜过小。过大，则可能导致寻呼过载；过小，则会导致位置区频繁更新（TAU），信令开销较大、或导致信令风暴。位置区规划的原则同LTE；NSA（Non-Standalone，非独立组网）组网TA/TAL 规划参考LTE TA/TAL 规划；5G NR（New Radio，新空口）复用LTE 站址建网时，NR 可以借鉴/使用LTE 的TAC。而将来关于4G/5G TAC 的协同优化，可参考、转化应用本文关于2G/3G LAC 与4G TAC 协同优化的方法。