2G/3G LAC與4G/5G TAC的協(xié)同優(yōu)化

涂鴻漸

（中國移動通信集團湖南有限公司網(wǎng)優(yōu)中心，湖南 長沙 410003）

0 引言

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

核查可以從核心網(wǎng)和無線側(cè)開展，相關(guān)手段包括數(shù)據(jù)配置檢查、路測發(fā)現(xiàn)、撥打測試并結(jié)合信令分析?，F(xiàn)有文獻一般涵蓋核心網(wǎng)優(yōu)化、未接通投訴案例分析、CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）優(yōu)化等，其中提到了TAC 的部分內(nèi)容。本文則從無線側(cè)小區(qū)配置入手，聯(lián)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(wǎng)絡(luò)和用戶的影響。最后提出了無線側(cè)配置異常的核查手段及系統(tǒng)設(shè)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(xiàn)象多且用戶量大時，將影響用戶感知和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)指標，嚴重時尋呼等控制信道負荷也可能上升。假設(shè)TAC 和LAC 在核心網(wǎng)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(qū)列表）僅配置了一個TAC，此處具體分析無線側(cè)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(qū)（錯誤，應為TAC2）/LAC1 位置區(qū)（錯誤，應為LAC2），位于周邊站均為4G TAC2/2G LAC2 配置的區(qū)域。這是關(guān)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(qū)域范圍時，空閑態(tài)下會觸發(fā)TAU（Tracking Area Update，跟蹤區(qū)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(qū)域范圍內(nèi)（不含TAC2）進行，從而導致尋呼失敗；若連續(xù)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(guān)定時器，也會造成尋呼失敗。若考慮被叫終端還要進行GSM 網(wǎng)絡(luò)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焕趯ず艉突芈?，這也是TAC、LAC 邊界不宜設(shè)置于高話務(wù)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(qū)（錯誤，應為TAC2）/LAC2 位置區(qū)（正確），位于周邊站均為4G TAC2/2G LAC2 配置的區(qū)域。這是關(guān)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(qū)域范圍時，空閑態(tài)下會觸發(fā)TAU。此時若用戶終端作被叫，則尋呼可能仍舊在TAC1 區(qū)域范圍內(nèi)進行，導致尋呼失?。蝗衾^續(xù)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(guān)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?；芈涞絃AC2，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?？傊瑯硬焕趯ず艉突芈?，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(qū)（正確）/LAC1 位置區(qū)（錯誤，應為LAC2），這是關(guān)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(qū)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(tài)，連接態(tài)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(guān)指標、控制信道負荷、感知投訴等。

實際上，基站的過覆蓋現(xiàn)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(xiàn)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(qū)間更快的切換、甚至業(yè)務(wù)速率。具體地，由于TAC、LAC 設(shè)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(wǎng)絡(luò)負荷，甚至劣化網(wǎng)絡(luò)性能，比如造成接入信道擁塞、尋呼時延/次數(shù)增加，從而影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗（接通時延/成功率、業(yè)務(wù)態(tài)速率等）。

1.3 關(guān)于3G LAC的協(xié)同優(yōu)化

和2G 類似，現(xiàn)網(wǎng)中的3G 網(wǎng)絡(luò)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(xié)同核查及優(yōu)化過程同本文其他部分內(nèi)容。終端在CSFB 時，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)覆蓋/ 干擾/ 負荷等情況，從4G 回落到2G或3G。

2 TAC、LAC協(xié)同優(yōu)化解決方案

由于存量基站、小區(qū)數(shù)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(tǒng)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(qū)，即可以查看LTE 站點TAC 插花4G 小區(qū)，2G 站點LAC 插花的2G 小區(qū)，以及TAC/LAC 不一致小區(qū)。

1）LTE 核查算法：

LTE 核查是指以4G 基站為中心，對一定距離內(nèi)的所有4G、2G 基站進行TAC 比對。算法以2G/4G 基站和小區(qū)資源數(shù)據(jù)為輸入，提取小區(qū)資源數(shù)據(jù)中的經(jīng)緯度、TAC、LAC、所屬區(qū)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(jù)每個LTE 網(wǎng)元（基站、小區(qū)）地理位置以及場景類別搜索周邊LTE、GSM 網(wǎng)元列表，接著在對應網(wǎng)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(jié)果包括“TAC 插花”（核查結(jié)果A）、“TAC 與LAC 不一致”（核查結(jié)果B），“周邊800 m 內(nèi)無4G 基站”、“周邊1 000 m 內(nèi)無2G 基站”等備注。

◆城區(qū)、縣城場景：

第一步，以LTE 基站為中心，在距離該站800 m 內(nèi)的所有LTE 基站中，如沒有發(fā)現(xiàn)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(jié)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(nèi)沒有找到至少1個其它LTE 基站，則備注為“周邊800 m 內(nèi)無4G 基站”，并進入第二步；否則，該站核查結(jié)束。

第二步，以上述LTE 基站為中心，在距離該站1 000 m 內(nèi)的所有GSM 基站中，如沒有發(fā)現(xiàn)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(jié)果B）；否則，認為一致。核查時，如果LTE 基站周邊核查距離內(nèi)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(nèi)無2G 基站”。

◆其他場景（農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、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(wǎng)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(tǒng)計網(wǎng)元數(shù)：基于核查網(wǎng)元列表的TAC/LAC 參數(shù)進行分組統(tǒng)計，同TAC/LAC 網(wǎng)元進行計數(shù)，如果某組TAC/LAC 計數(shù)為1，則說明該網(wǎng)元組中僅存在一個網(wǎng)元為此TAC/LAC 配置。

最小統(tǒng)計存在1 且與核查網(wǎng)元一致：根據(jù)TAC/LAC 統(tǒng)計數(shù)量進行排序，根據(jù)前述步驟判斷該TAC/LAC 在此網(wǎng)元組中僅存一條記錄，且該記錄為核查網(wǎng)元記錄的話，則說明以該網(wǎng)元為中心，周邊所有網(wǎng)元都與其TAC/LAC 配置數(shù)據(jù)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(nèi)的所有2G、4G 基站進行LAC 比對。

◆城區(qū)、縣城場景：

第一步，以GSM 基站為中心，在距離該站1 500 m內(nèi)的所有GSM 基站中，如沒有發(fā)現(xiàn)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(jié)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(nèi)沒有找到至少1 個其它GSM 基站，則備注為“周邊1500m 內(nèi)無2G 基站”，并進入第二步；否則，該站核查結(jié)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(nèi)的所有LTE 基站中，如沒有發(fā)現(xiàn)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(jié)果D）；否則，認為一致。核查時，如果GSM 基站周邊核查距離內(nèi)沒有找到至少1 個其它LTE 基站，則補充備注為“周邊800 m 內(nèi)無4G 基站”。

◆其他場景（農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、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(yōu)化調(diào)整建議方案的算法

1）TAC、LAC 插花建議調(diào)整方法：

TAC 插花基于自動核查結(jié)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(qū)的TAC 值或附近LTE 小區(qū)數(shù)最多的TAC值。LAC 插花基于自動核查結(jié)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(qū)的LAC 值或附近GSM 小區(qū)數(shù)最多的LAC 值。

2）TAC、LAC 不一致時的建議調(diào)整方法：

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

（3）GIS 呈現(xiàn)

將所涉及4G/2G 基站小區(qū)呈現(xiàn)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(qū)，同時顯示所有4G/2G 基站小區(qū)的TAC/LAC 值查看。

（4）工具使用效果

工具提供關(guān)于各地市區(qū)域、各類場景（包括城區(qū)、縣城、農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、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(jié)果表明（A）～（D）及備注情況，包括TAC 修改建議。

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

該工具為B/S 架構(gòu)，后臺服務(wù)器周期性地核查運算全省數(shù)據(jù)并保存結(jié)果，通過前臺網(wǎng)頁供查詢展示。底層借助Oracle 存儲過程進行計算，根據(jù)循環(huán)算法，將應核查數(shù)據(jù)參數(shù)錄入到TAC/LAC 協(xié)同核查算法中，通過存儲過程核算插花等情況。由于網(wǎng)元TAC、LAC數(shù)據(jù)的相對穩(wěn)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(diào)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(xiàn)狀評估

評估內(nèi)容包括網(wǎng)內(nèi)小區(qū)的跨TAC 切換比例，切換次數(shù)，TOP3 切換出/入鄰區(qū)名稱、TAC 及距離等明細。

（2）算法說明

通過分析鄰區(qū)級切換數(shù)據(jù)，按小區(qū)統(tǒng)計跨TAC 切換比例，核查呈現(xiàn)超門限的小區(qū)列表，供優(yōu)化人員參考決定是否需要調(diào)整該小區(qū)TAC 歸屬，以減少跨TAC 切換或TAU 次數(shù)。其中，跨TAC 切換是指，源小區(qū)的歸屬TAC 和目標小區(qū)的歸屬TAC 不一致；

小區(qū)跨TAC 切換出比例=小區(qū)跨TAC 切換出成功次數(shù)/小區(qū)切換出成功總次數(shù)；

小區(qū)跨TAC 切換入比例=小區(qū)跨TAC 切換入成功次數(shù)/小區(qū)切換入成功總次數(shù)；

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

（3）工具使用效果

查詢條件：小區(qū)級全天總切換次數(shù)（可自設(shè)門限，默認400 次以上）；小區(qū)級跨TAC 切換與總切換次數(shù)占比（可自設(shè)門限，默認70%以上）；地市（各地市、全?。?；時間（默認為“天”）。

算法核查結(jié)果表明網(wǎng)內(nèi)小區(qū)的跨TAC 切換詳情，包括區(qū)域/TAC/小區(qū)名稱、跨TAC 切換比例%、總切換次數(shù)、切出/切入成功次數(shù)、TOP1～3 切出小區(qū)名稱/所屬TAC/距本小區(qū)距離。

點擊核查結(jié)果中任一小區(qū)名稱，系統(tǒng)將在GIS 地圖中自動呈現(xiàn)該小區(qū)的切入、切出TOP3 情況。

3 協(xié)同優(yōu)化總體效果

3.1 工具應用的實際成效

TAC 與LAC 的協(xié)同核查優(yōu)化算法工具在省內(nèi)推廣使用4 年來，根據(jù)所核查的問題小區(qū)進行調(diào)整優(yōu)化，減少TAU 次數(shù)，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(jié)果表明，TAC 插花小區(qū)、LAC 插花小區(qū)、TAC/LAC不一致小區(qū)、頻繁跨TAC 切換小區(qū)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(nèi)指導完成數(shù)輪TAC/LAC 插花，及TAC邊界合理性核查與優(yōu)化。全省TAC 插花小區(qū)減少1 143個，占小區(qū)總量0.8%；LAC 插花小區(qū)減少796 個，占小區(qū)總量0.8%；TAC/LAC 不一致小區(qū)減少2 696 個，占小區(qū)總量1.8%。同時期的頻繁跨TAC 切換小區(qū)（跨TAC 切換比例高于70% 的小區(qū)）減少1 069 個，較核查優(yōu)化前下降39%，頻繁跨TAC 切換小區(qū)的總切換次數(shù)下降45%，其中跨TAC 的切換次數(shù)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(zhì)量提升1.23 個百分點。TAC/LAC 專項優(yōu)化實踐經(jīng)驗表明，當全省TAC 插花小區(qū)減少452 個，LAC 插花小區(qū)減少120 個，頻繁跨TAC 切換小區(qū)減少139 個的情形下，能促進全網(wǎng)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(jīng)考察權(quán)衡各種因素，也有一些不建議調(diào)整的邊界小區(qū)，可以納入白名單免予處理。

3.2 日常化應用

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

在網(wǎng)優(yōu)集中分析流程中，還可以將TAC 合理性與頻繁切換小區(qū)、切換差小區(qū)等加以關(guān)聯(lián)分析。

4 5G TAC的規(guī)劃優(yōu)化展望

綜上，本文分析了無線側(cè)各種TAC/LAC 異常配置對網(wǎng)絡(luò)和用戶感知的不利影響，設(shè)計提出了IT 化核查優(yōu)化工具，能夠有效發(fā)現(xiàn)和解決小區(qū)級TAC、LAC 的不合理配置問題，進而提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

去年以來，為打造 4G/5G 精品網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)正推進4G/5G 協(xié)同規(guī)劃，強化4G/5G 協(xié)同優(yōu)化。類似于4G，5G TA/TAL（Tracking Area/Tracking Area List，跟蹤區(qū)/跟蹤區(qū)列表）規(guī)劃位置區(qū)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(qū)頻繁更新（TAU），信令開銷較大、或?qū)е滦帕铒L暴。位置區(qū)規(guī)劃的原則同LTE；NSA（Non-Standalone，非獨立組網(wǎng)）組網(wǎng)TA/TAL 規(guī)劃參考LTE TA/TAL 規(guī)劃；5G NR（New Radio，新空口）復用LTE 站址建網(wǎng)時，NR 可以借鑒/使用LTE 的TAC。而將來關(guān)于4G/5G TAC 的協(xié)同優(yōu)化，可參考、轉(zhuǎn)化應用本文關(guān)于2G/3G LAC 與4G TAC 協(xié)同優(yōu)化的方法。