現(xiàn)代移動通信越來越趨向于提供高速傳輸多媒體業(yè)務，LTE系統(tǒng)家庭式基站的誕生，有效的改善了系統(tǒng)在熱點地區(qū)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(tǒng)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(tǒng)計表明，對于高速的多媒體業(yè)務，寬帶業(yè)務更多的應用場景為室內和熱點地區(qū)。而采用傳統(tǒng)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(yè)務的室內用戶以更好的用戶體驗。
針對LTE系統(tǒng)的家庭式基站技術，從業(yè)務上說，LTE系統(tǒng)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(jù)不同業(yè)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(wǎng)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(tǒng)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(qū)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(shù)據(jù)傳輸速率。此外，AMC、功率控制、干擾協(xié)調等技術對于LTE系統(tǒng)性能的提高也起到很大作用。
整體結構
LTE系統(tǒng)除了在接入網(wǎng)部分，改變了無線接入方式，引入了一些增強技術之外，在網(wǎng)絡整體結構上也有了較大的改變。LTE系統(tǒng)采用了一種扁平式的網(wǎng)絡結構，取消了WCDMA系統(tǒng)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(wǎng)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(wǎng)絡運行的靈活度。在LTE系統(tǒng)中，基站（eNB）是一個綜合的功能強大的接入網(wǎng)節(jié)點。
引入了家庭式基站的LTE系統(tǒng)，在整體的網(wǎng)絡結構上和沒有配置家庭式基站的LTE系統(tǒng)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(guī)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(tǒng)結構。
E-UTRAN在邏輯結構上引入了家庭式基站網(wǎng)關（HomeeNBGateway,HeNB GW），相當于擴展了家庭式基站和核心網(wǎng)之間的S1接口，從而可以在系統(tǒng)中配置更多的家庭式基站。我們可以認為家庭式基站網(wǎng)關是用來集中控制層（C-Plane），尤其是S1-MME接口網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)關連接到EPC時，家庭式基站網(wǎng)關服務的用戶在小區(qū)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(tǒng)，主要的工作模塊有家庭式基站、家庭式基站網(wǎng)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(wǎng)關的話，則依據(jù)目前的LTE標準，其還需要支持如下功能：
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尋找并發(fā)現(xiàn)合適的服務家庭式基站網(wǎng)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(wǎng)關上；普通的LTE基站使用的TAC和通用陸地無線網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)關上。
1.家庭式基站網(wǎng)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(fā)送給家庭式基站和發(fā)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(wǎng)關后，非UE相關過程將在家庭式基站網(wǎng)關和家庭式基站之間，家庭式基站網(wǎng)關和MME之間進行。
1.3可以選擇終止家庭式基站和服務網(wǎng)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(xié)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(shù)據(jù)傳輸層。圖2所示為用戶層S1接口協(xié)議棧結構。
家庭式基站網(wǎng)關可以選擇性的終止朝向家庭式基站和服務網(wǎng)關的用戶層數(shù)據(jù)，并且為家庭式基站和服務網(wǎng)關中繼用戶層數(shù)據(jù)提供中繼服務。
2.2控制層S1接口的協(xié)議棧結構
對于沒有配置家庭式基站網(wǎng)關的LTE系統(tǒng)，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(wǎng)關的LTE系統(tǒng)，家庭式基站網(wǎng)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(wǎng)關應該為家庭式基站和MME之間需要中繼的控制層數(shù)據(jù)提供中繼傳輸?shù)墓δ?。協(xié)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(wǎng)關、家庭式基站網(wǎng)關和MME之間定義的。而任何協(xié)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(xiàn)。
總結
不斷增長的用戶對于高速多媒體業(yè)務的需求，驅動著移動通信技術的不斷發(fā)展和進步。LTE家庭式基站的誕生，有效的解決了高速業(yè)務用戶在熱點地區(qū)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。