現代移動通信越來越趨向于提供高速傳輸多媒體業務，LTE系統家庭式基站的誕生，有效的改善了系統在熱點地區的覆蓋、吞吐量和室內用戶的傳輸體驗。

    在LTE的標準化進程中，一種家庭式基站（HomeeNodeB，HeNB）的概念和技術應運而生。和傳統的蜂窩通信的基站不同，家庭式基站是一種小型的、可以安裝在室內的、配置靈活的基站。有統計表明，對于高速的多媒體業務，寬帶業務更多的應用場景為室內和熱點地區。而采用傳統的蜂窩式移動通信方式則對此類需求的支持不足。家庭式基站的誕生正是為了解決這樣的矛盾，提供給需要多媒體業務的室內用戶以更好的用戶體驗。

    針對LTE系統的家庭式基站技術，從業務上說，LTE系統在上下行傳輸速率方面，需要達到下行100Mbit/s和上行50Mbit/s的傳輸速率，并且可以根據不同業務的不同QoS需求制定不同的傳輸策略，LTE對于傳輸時延的要求也越來越高，達到接入網要求用戶層的最大時延不超過5ms，控制層的最大時延不超過100ms。

    從技術的角度上來說，LTE系統下行傳輸采用OFDMA接入方式，上行傳輸采用單載波FDMA，有效的抑制了本小區用戶之間的干擾，高效的利用了寬帶頻譜，并且降低了傳輸信號的峰均比。MIMO技術的引入也極大的增加了LTE的數據傳輸速率。此外，AMC、功率控制、干擾協調等技術對于LTE系統性能的提高也起到很大作用。

    整體結構

    LTE系統除了在接入網部分，改變了無線接入方式，引入了一些增強技術之外，在網絡整體結構上也有了較大的改變。LTE系統采用了一種扁平式的網絡結構，取消了WCDMA系統的RNC，將NodeB升級為eNodeB（enhancedNode B），eNode B集成了以往RNC的功能如無線網絡資源的管理、切換管理、流量匯集等，進一步降低了傳輸處理時延，加強了網絡運行的靈活度。在LTE系統中，基站（eNB）是一個綜合的功能強大的接入網節點。

    引入了家庭式基站的LTE系統，在整體的網絡結構上和沒有配置家庭式基站的LTE系統基本上一致，但是由于家庭式基站需要具備體積小、安裝靈活性高的特點，相應的家庭式基站之間的通信相對復雜。目前的LTE規范還暫不支持家庭式基站之間的X2接口。圖1所示為引入了家庭式基站的LTE系統結構。

    E-UTRAN在邏輯結構上引入了家庭式基站網關（HomeeNBGateway,HeNB GW），相當于擴展了家庭式基站和核心網之間的S1接口，從而可以在系統中配置更多的家庭式基站。我們可以認為家庭式基站網關是用來集中控制層（C-Plane），尤其是S1-MME接口網關模塊的一個集中器。而家庭式基站端的S1-U接口可以終止于家庭式基站網關或者可以通過直接的用戶層(U-Plane)的家庭式基站和服務網關之間進行邏輯連接。

    從移動管理模塊（MobilityManagementEntity）的角度看來，家庭式基站和普通的LTE基站沒有差別。而對于家庭式基站，家庭式基站網關相當于移動管理模塊。當然家庭式基站和通過家庭式基站網關連接到EPC，其S1接口的定義和功能都是完全一樣的。家庭式基站網關連接到EPC時，家庭式基站網關服務的用戶在小區間的移動可以不需要進行移動管理模塊MME之間的切換。家庭式基站可以支持普通LTE基站的全部功能，其和EPC之間的連接過程也與普通的LTE基站完全相同。

    各模塊功能

    配置有家庭式基站的LTE系統，主要的工作模塊有家庭式基站、家庭式基站網關以及移動管理模塊。如前文所述，家庭式基站和普通的LTE基站具有相同的功能，如果家庭式基站連接到家庭式基站網關的話，則依據目前的LTE標準，其還需要支持如下功能：

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    尋找并發現合適的服務家庭式基站網關；每個家庭式基站同一時刻只能連接到一個家庭式基站網關上；普通的LTE基站使用的TAC和通用陸地無線網絡標識（PublicLandMobileNetwork Identifier, PLMN ID）也可以同樣為家庭式基站所使用；當家庭式基站連接到家庭式基站網關的時候，UE對于MME的選擇功能也從家庭式基站轉移到了家庭式基站網關上。

    1.家庭式基站網關具備如下的功能

    1.1為移動管理模塊MME服務的UE和家庭式基站服務的UE提供UE相關的S1接口應用消息的中繼傳輸。

    1.2終止非UE相關的，發送給家庭式基站和發送給移動管理模塊的S1應用部分過程。請注意，這里當配置了家庭式基站網關后，非UE相關過程將在家庭式基站網關和家庭式基站之間，家庭式基站網關和MME之間進行。

    1.3可以選擇終止家庭式基站和服務網關之間的S1-U接口。

    1.4支持家庭式基站使用的TAC和PLMNID。

    2.MME支持如下功能

    對于封閉用戶組的接納控制。

    對于家庭式基站中屬于CSG的未注冊用戶的尋呼消息的分布，是否提供支持尋呼消息過濾機制，目前還在研究當中。

    相關接口

    2.1用戶層S1接口的協議棧結構

    用戶層的S1接口被定義為在家庭式基站，家庭式基站和移動管理模塊之間的數據傳輸層。圖2所示為用戶層S1接口協議棧結構。

    家庭式基站網關可以選擇性的終止朝向家庭式基站和服務網關的用戶層數據，并且為家庭式基站和服務網關中繼用戶層數據提供中繼服務。

    2.2控制層S1接口的協議棧結構

    對于沒有配置家庭式基站網關的LTE系統，所有的S1接口過程均終止于家庭式基站和MME。

    對于配置有家庭式基站網關的LTE系統，家庭式基站網關則需要終止和家庭式基站、MME之間的非專用的UE進程。家庭式基站網關應該為家庭式基站和MME之間需要中繼的控制層數據提供中繼傳輸的功能。協議功能范圍內的所有非專用UE的進程都是在家庭式基站和家庭式基站網關、家庭式基站網關和MME之間定義的。而任何協議功能范圍內UE專用的進程則在家庭式基站和MME內部實現。

    總結

    不斷增長的用戶對于高速多媒體業務的需求，驅動著移動通信技術的不斷發展和進步。LTE家庭式基站的誕生，有效的解決了高速業務用戶在熱點地區的傳輸需求和LTE的覆蓋目標，并且由于其體積較小、配置簡單、靈活性高，必將會把人類的移動通信生活推動到一個新的高度。