家庭基站:簡介,套用,Femtocell的特徵,使用標準的移動技術,工作在授權的頻

家庭基站在LTE系統中稱為Home eNode B，在產業界又稱為Femto cell，在中國又被稱為“飛蜂窩”和“毫微微小區”，是一種套用在家庭室內環境、辦公環境或其他小覆蓋環境下的基站設備，能夠使得運營商提供更高數據速率、更低成本的有吸引力的業務。

基本介紹

中文名：家庭基站
外文名：Home eNode B;Femto cell
套用學科：通信

簡介,套用,Femtocell的特徵,使用標準的移動技術,工作在授權的頻譜上,保證室內無線覆蓋的效果,基於Internet的傳輸,低成本,可管理,自我配置與最佳化,支持開放式和封閉式接入,空中接口,系統網路架構與實體功能,Home eNode B系統技術特徵,Home eNode B訪問控制,移動性管理,Home eNode B同步,

簡介

與傳統Node B/eNode B不同的是，Home eNode B的小區覆蓋範圍小，由最終用戶購買用於增強本地覆蓋，為特定用戶提供服務。Home eNode B原則上可以有不同的配置方式，如：單一Home eNode B或本地Home eNode B簇配置；受限區域或開放區域配置。不同的組合產生不同的典型套用場景，如：

（1）典型的家庭居住套用場景，即閉合用戶組（CSG，Closed Subscriber Group）的單一Home eNode B；

（2）大型居住場景、校園或小的辦公室場景，即CSG的Home eNode B簇；

（3）咖啡館場景，即開放性接入的單一Home eNode B。

參考設計為例，它的傳輸距離小於200m，支持4個用戶，一般通過有線網路連線運營商核心網路。其產品形式主要有兩種：一是獨立的femtocell，通過乙太網連線到現有Cable或者ADSL Modem；二是femtocell與Modem甚至是家庭網關集成。femtocell的興起，主要是手機運營商為了應對新興無線運營商和移動虛擬網路運營商(MVNO)的競爭，以及解決3G技術在室內覆蓋不太可靠的問題。在藍牙、Wi-Fi和WiMax等無需許可證的無線技術推動下，這些新興運營商如同野草般瘋長。

套用

調查顯示，歐洲20~40%的行動電話通話發生在室內，在美國是40~50%，在中國則是60%，用戶在室內完全可以不用手機，而採用Wi-Fi等非常便宜甚至是免費的通信手段，如果手機運營商不提供一個室內通話的經濟方式，可能會喪失幾乎一半的市場。這迫使運營商通過femtocell減少網路負載和可替換回程路由，提供更好的室內覆蓋，並降低成本，而無需WiFi/蜂窩雙模手機。 WiMax是從數據到語音，WCDMA是從語音到數據，雙方的競爭是多重的。在歐美等WCDMA大量部署的地區，WiMax主要用於數據業務，而不是語音業務，雙方主要是在數據業務上競爭。而在新興市場，WiMax可能也會提供一部分語音業務。他總結說：“3G、WiMax和WiFi存在多重競爭關係。3G和WiMax存在競爭，主要是在數據業務方面。同時，3G也和WiFi存在競爭關係。通過家庭基站，3G運營商將能夠和WiFi、WiMax競爭。” 目前全球家庭基站還處於試用階段，出貨量非常非常低，只有幾百台。WCDMA家庭基站正式商用在2007年底，2008年將會真正開始大量部署，出貨量將達幾百萬台。除了WCDMA家庭基站外，未來也將會出現WiMax和TD-SCDMA家庭基站。作為一種大量部署的消費產品，成本對於家庭基站市場的起飛非常關鍵。

Femtocell的特徵

使用標準的移動技術

在3G架構中簡化版傳統的Node B和HNB（3G毫微微蜂窩）網路結構對比

Femtocell在空中接口使用標準的無線協定與手機或其他的移動終端進行通訊。標準的無線協定包括：GSM，CDMA，WCDMA，EVDO，LTE，WiMax和其他由3GPP，3GPP2，WiMax論壇制定的協定標準。使用標準的無線協定可以使手機等移動終端無需任何改動就可以接入femtocell，並且可以實現從宏蜂窩自由的切入/切出femtocell。

工作在授權的頻譜上

工作在授權的頻譜上可以保證運營商通過抗干擾技術來保證服務質量，同時使得運營商高價購買的頻譜可以得到充分的使用，進一步的保護了運營商的投資。對於用戶來說，工作在授權的頻譜上可以保證用戶得到充分的安全保證。用戶數據在無線口上的傳輸經過嚴格的加密保護和完整性驗證。

保證室內無線覆蓋的效果

如何保證室內無線覆蓋的效果一直是一個難以解決的問題。尤其在建築物密集的區域，無線規劃更是一個難題。簡單的增大宏基站的發射功率並不能解決問題。室內覆蓋的問題在3G時代更加突出。因為3G頻譜大多被分配在高頻率上，牆體等障礙物對信號的衰減作用更加明顯。Femtocell可以完美的解決這個問題。Femtocell從誕生那天起，就是設計為解決室內覆蓋的難題。簡單的增加一個Femto就可以解決100 – 250平方米的室內覆蓋問題。有些廠家設計的用於商業環境的femtocell可以提供更大範圍的室內覆蓋。

基於Internet的傳輸

Femtocell通過傳統的Internet和標準的IP協定傳輸數據到運營商的核心網。目前宏基站需要通過微波、E1/T1等昂貴的技術與無線網路控制器連線。基於Internet的傳輸可以降低運營商的建網成本，同時降低用戶的使用費用。

低成本

如前所述，使用femtocell可以極大的節省運營商保證室內無線覆蓋質量所需要的投入，並保護運營商已有的投資。因此在室內使用無線業務的用戶也可以節省費用。如目前的無線數據業務由於受限於網路容量，大多是基於數據流量進行計費的。使用femtocell可以極大的提高室內的無線容量，運營商可以推出相應的室內套餐。在室內進行無線數據業務的用戶可以按時間計費，或享受無限制的包月包年服務。可以想像，在不遠的未來，用戶可以象現在使用固定寬頻一樣使用無線寬頻數據業務。

可管理

與其他的無線接入設備不同的是femtocell對於運營商而言是完全可見的。運營商需要對femtocell進行參數配置，來保證femtocell不會與宏蜂窩或其他femtocell產生干擾。同時運營商可以通過網管系統對每個femtocell進行軟體升級，配置修改，性能檢測，故障修復等。對於用戶來說，用戶也可以根據自己的需要對femtocell進行配置、管理。比如femtocell的擁有者可以配置哪些用戶可以使用本地的femtocell的業務。

自我配置與最佳化

Femtocell可以由普通用戶自行安裝，無需專業人士到現場進行安裝。這需要femtocell擁有強大的自我最佳化的能力。第一次安裝femtocell的時候，femtocell會自行下載需要的配置數據和其他軟體。在運行過程中，femtocell會定時的檢測周圍的無線環境。一旦周圍的無線環境發生變化，femtocell為了保證服務質量會調整當前使用的無線參數。Femtocell的自我配置與最佳化能力十分重要，因為如果需要派專業的工程師去用戶家中安裝femtocell會提高femtocell的使用成本。“傻瓜式”的安裝是保證femtocell可以被大範圍的部署的關鍵。

支持開放式和封閉式接入

由於femtocell可以被廣泛套用於家庭環境，用戶需要配置哪些人可以使用家裡的femtocell。Femtocell會保存一個允許列表記錄哪些終端號碼可以接入到femtocell。不在允許列表中的號碼無法通過femtocell進行語音或數據業務，但可以撥打緊急號碼，如：110，119。這種接入方式叫做封閉式接入。除了家庭環境，femtocell還可以被套用於商業環境，如：商場、餐廳、辦公室等。商業環境中的femtocell一般不需要限制用戶接入。例如任何進入到商場裡的顧客都可以使用商場femtocell提供的信號。

空中接口

雖然對於Femtocell關注主要集中在WCDMA網路的起步較早，但是第一個商用的Femtocell網路是Sprint基於CDMA2000網路提供的AIRAVE服務。

除了以上網路，只要空中接口符合3GPP/3GPP2、WiMAX、LTE標準，均有適用的各種接入終端，包括: GSM，TD-SCDMA，WiMAX 和 LTE。

系統網路架構與實體功能

系統網路架構

引入了Home eNode B的LTE系統，在整體的網路結構上和只有宏基站（macro eNode B）的LTE系統基本上一致。由於Home eNode B主要用於家庭以及中小企業等室內覆蓋場景，需要具備體積小、安裝靈活性高的特點，而Home eNode B之間的X2接口通信較為複雜，LTE R9規範不支持Home eNode B之間的X2接口。目前Home eNode B系統支持3種可選的網路架構，圖5‑17是Home eNode B和核心網節點直接連線的網路架構示意圖，圖5‑18是僅在控制平面部署Home eNode B GW節點的網路架構示意圖，圖5‑19是控制平面和用戶平面都部署Home eNode B GW節點的網路架構示意圖。

1．Home eNode B和核心網節點直接連線

如圖5‑17所示，Home eNode B直接和核心網節點MME/S-GW相連線，為了減少接口信令互動數量以及MME/S-GW的處理負荷，避免UE在移動過程中頻繁發生Inter-MME切換，Home eNode B與MME/S-GW之間具有靈活的連線（S1-flex）。此方案適合網路初期部署Home eNode B節點較少的環境。

2．僅在控制平面部署Home eNode B GW節點

隨著用戶數量的增加，以及運營商新場景的套用，Home eNode B節點部署將隨之增多。如果所有的Home eNode B都直接接入到核心網中，核心網節點MME將需要維護大量的SCTP連線，大大增加了核心網的處理負擔。

此架構下引入新的集中節點Home eNode B GW（Home eNode B Gateway，MME GW），用來集中控制S1接口的控制平面，減小了由於大量Home eNode B接入對核心網MME節點產生的影響，如圖5‑18所示，對於S1接口的用戶平面，Home eNode B和S-GW建立直接的邏輯用戶平面連線，不經過Home eNode B GW節點。

3．在控制平面和用戶平面都部署Home eNode B GW節點

在Home eNode B密集部署的環境下，如果Home eNode B和S-GW直接連線，Home eNode B和S-GW之間大量的GTP路徑管理訊息將對S-GW造成較大的信令負荷，為減小對核心網S-GW節點的影響，Home eNode B GW也可以終結S1接口的用戶平面，如圖5‑19所示。

Home eNode B網路參考點的定義如下。

（1）Uu參考點：UE和Home eNode B間的標準LTE-Uu接口。

（2）S1-MME參考點：如果沒有Home eNode B GW，此接口是Home eNode B和MME間的接口，如果有Home eNode B GW，則是Home eNode B和Home eNode B GW間的接口以及Home eNode B GW和MME間的接口。

（3）S1-U參考點：位於Home eNode B、Home eNode B GW和S-GW間的接口。S1-U可以終結在Home eNode B GW，也可以在Home eNode B和S-GW間建立直接的邏輯用戶平面連線。

（4）S11參考點：MME和S-GW間的標準接口。

（5）S6a參考點：MME和HSS間的標準接口。

（6）C1參考點：C1接口是CSG List Srv和支持CSG的UE間的接口。採用OTA（Over The Air）機制或OMA DM（開放移動聯盟設備管理協定，Open Mobile Alliance Device Management）來更新UE中的allowed CSG list。

網路實體與功能

Home eNode B系統新增的網路實體有Home eNode B、Home eNode B GW、HeMS、SeGW和CSG List Srv，下面將介紹這些網路實體的主要功能。

1．Home eNode B

Home eNode B支持的功能應和eNode B支持的功能相同（除了NAS節點選擇功能外）。Home eNode B和EPC之間的過程也和eNode B和EPC之間的過程相同。除了包含eNode B的已有功能，在和Home eNode B GW相連線的情況下，Home eNode B還包括下列功能：

（1）發現合適的服務Home eNode B GW；

（2）一個Home eNode B同時只能連線到一個Home eNode B GW，也就是說，Home eNode B連線到Home eNode B GW時，Home eNode B不需要支持S1-flex功能；

（3）如果Home eNode B連線到Home eNode B GW，Home eNode B將不能同時連線到其他Home eNode B GW或者MME。

2．Home eNode B GW

負責對Home eNode B和EPC之間的信令和數據進行匯聚和轉發，支持NAS節點選擇功能。Home eNode B GW的功能包括：

（1）中轉MME和eNode B間的UE相關的S1套用層信令；

（2）終結去往MME和Home eNode B的UE無關的S1套用層信令，在部署了Home eNode B GW的場景下，UE無關的S1套用層信令過程將在Home eNode B和Home eNode B GW間、Home eNode B GW和MME間執行；

（3）可選的終結和Home eNode B間的S1接口用戶平面，以及和S-GW間的S1接口用戶平面；

（4）支持Home eNode B使用的PLMN ID和TAC。

3．HeMS

Home eNode B管理系統（HeMS，Home eNode B Management System）的主要功能是為Home eNode B提供管理和參數配置，其主要功能如下：

（1）基於TR-069系列的網管接口標準；

（2）為Home eNode B提供配置管理、故障管理和性能管理；

（3）為Home eNode B提供初始配置數據；

（4）對Home eNode B進行位置信息驗證，並據此為Home eNode B分配適合的服務單元（服務HeMS，安全網關和Home eNode B GW/MME）。

4．SeGW

安全網關（SeGW，Security Gateway）的主要功能是提供Home eNode B到HeMS和Home eNode B GW/MME的安全接入，是一個必須的邏輯功能，負責建立IPSec安全隧道，鑒權加密Home eNode B和Home eNode B GW間或者Home eNode B和EPC間的數據，SeGW可作為獨立網元存在，也可集成在Home eNode B GW中。

5．CSG List Srv

CSG列表伺服器（CSG List Srv，CSG List Server）是一個可選的功能，用於更新支持CSG的UE的允許CSG列表。

由上述各網路實體構成的完整Home eNode B系統的高層功能如下。

（1）Home eNode B GW發現功能：為Home eNode B決定服務Home eNode B GW的地址。

（2）接入控制：決定UE是否能訪問CSG小區。

（3）S1接口的建立：用於建立Home eNode B和MME間，或者Home eNode B和Home eNode B GW之間的S1連線。

（4）時間周期控制：控制允許臨時CSG用戶駐留於CSG小區的時間範圍。

（5）允許CSG列表管理：管理允許CSG標識列表（對每個簽約用戶）。

（6）手動CSG選擇：用戶手動選擇CSG，手動選擇CSG後應觸發TAU過程，以便網路執行CSG訪問控制。

（7）空閒模式移動性：向CSG小區或從CSG小區的小區選擇/重選。可能觸發TAU過程。

（8）從Home eNode B到宏基站的移動性（Outbound）：重用宏基站到宏基站的移動性管理過程。

（9）尋呼最佳化：過濾尋呼訊息，避免向UE並未註冊的Home eNode B/CSG小區傳送尋呼。

（10）NAS節點選擇功能：支持S1-flex特性。

（11）重新映射傳輸網路層地址：如果用戶平面經過Home eNode B GW，Home eNode B GW解析控制平面訊息，重新映射用戶平面地址（TE ID和IP位址）。

表5-1中列出了在Home eNode B系統高層功能在接入網和核心網節點間的劃分。

表5‑1 Home eNode B系統高層功能劃分

高層功能	UICC	ME	Home eNode B	Home eNode B GW	MME	HLR/ HSS	CSG List Server
Home eNode B GW 發現			X

續表

高層功能	UICC	ME	Home eNode B	Home eNode B GW	MME	HLR/ HSS	CSG List Server
接入控制					X
Home eNode B和MME或者Home eNode B GW之間的S1建立			X	X	X
時間周期控制	X	X	X		X	X	X
CSG成員管理	X	X	X		X	X	X
Allowed CSG List允許CSG列表管理	X	X				X	X
手動CSG選擇	X	X			X	X
空閒模式移動性	X	X			X	X
從Home eNode B到宏基站的移動性（Outbound）	X	X	X		X
尋呼最佳化				X	X
NAS節點選擇功能			X	X
重新映射傳輸網路層地址				X

Home eNode B系統技術特徵

Home eNode B訪問控制

Home eNode B並非所有合法用戶都能夠接入，按照接入模式的不同分成3種類型的Home eNode B，按照不同的規則對UE進行訪問控制。有的Home eNode B在部署的時候獲得了自己所屬的CSG，只有屬於這個CSG的用戶才可以接入並使用這個Home eNode B的資源。在3GPP R8版本中，所有的Home eNode B各自都必須擁有一個CSG標識（CSG ID，CSG IDentity），就是屬於下文中所指出的閉合接入模式（closed mode）。在3GPP R9版本中，為了豐富Home eNode B的部署場景（如商場、辦公室、咖啡廳等一些公共場合）和接入控制方式，同時一定程度上也為了減輕由於引入Home eNode B而對宏網路帶來的影響，進而又引入了混合接入模式（hybrid mode）和開放模式（open mode）。

1．閉合接入模式

閉合接入模式的Home eNode B屬於一個特定的CSG，只有屬於這個CSG的用戶才能接入該Home eNode B。Home eNode B系統的核心網節點MME執行接入控制，判斷用戶是否為該CSG的合法用戶，能否接入該Home eNode B進而使用該Home eNode B的資源。如果通過了MME的接入控制，那么MME允許該用戶接入，否則拒絕該用戶接入。

2．開放接入模式

開放接入模式的Home eNode B沒有CSG ID，不屬於任何CSG。從UE的角度，開放模式的Home eNode B和普通的宏小區沒有區別，所有合法用戶都不需要進行額外的接入控制就可以接入開放模式的Home eNode B小區。開放模式的Home eNode B的部署完全由運營商控制。

3．混合接入模式

混合接入模式的Home eNode B兼有開放模式和閉合模式家庭基站的特性。混合模式的Home eNode B與閉合模式Home eNode B類似，僅能屬於一個CSG，允許該CSG的合法簽約用戶使用該Home eNode B資源，但是該CSG以外的普通用戶也可以接入。簽約用戶與普通用戶的區別在於，當混合模式的Home eNode B資源受限或負荷過大時，其需要優先保證CSG簽約用戶的服務，可以通過降低非CSG簽約用戶的服務速率或者將其切換至其他小區等方法實現。

移動性管理

Home eNode B的移動性管理分為空閒狀態（Idle）與連線狀態（Connected）兩種。

與宏小區選擇/重選功能相比，空閒狀態的Home eNode B小區選擇/重選功能添加了UE的自動搜尋功能，CSG小區的評估準則與宏小區的評估準則也不完全相同。

連線狀態移動性的場景包括：從Home eNode B/eNode B 到Home eNode B的切換（Inbound切換）以及從Home eNode B到eNode B 的切換（Outbound切換）。3GPP R8版本不支持連線態與CSG相關的移動性，僅有3GPP R9及以上版本能夠支持。連線狀態的CSG小區與宏小區相比，需要UE增添上報內容，包括初始接入檢查、CGI/TAI、CSG ID等信息，這些信息由eNode B指示UE讀取特定小區的系統信息得到。

1．空閒狀態

（1）CSG小區到宏小區的重選（Outbound）

3GPP R8與R9版本中，UE空閒狀態的Outbound移動性均與普通的小區重選無差別，即：UE從CSG小區重選到宏小區的流程準則遵循與UE在宏小區間重選完全相同的流程準則，採用頻點優先權比較以及R準則排序過程。

（2）宏小區或CSG小區到CSG小區的重選（Inbound）

UE空閒狀態的Inbound移動性，有CSG能力的UE可以基於正常的小區重選流程，也可以使用自動搜尋功能執行到簽約用戶組的移動性。對於3GPP R9版本中的混合模式小區，當UE屬於該混合小區的簽約用戶時，UE將該小區當作閉合模式的CSG小區處理；當UE不屬於該混合小區的簽約用戶時，UE將該小區當作普通小區處理。

① 自動搜尋功能。Inbound小區重選可以基於UE的自動搜尋功能。自動搜尋功能決定UE何時/何地進行搜尋，不需要網路輔助指示哪些是CSG專用頻點。如果UE不屬於任何CSG，自動搜尋功能則被禁用。

② CSG相關廣播內容。CSG小區可以與宏小區使用相同的頻率。在同一個載波頻點上，如果同時存在了CSG小區以及宏小區，該載波則為混合載波。為了在混合載波上輔助搜尋功能，所有的混合載波上的CSG小區在系統信息中廣播物理層小區標識範圍（PCI range，Physical Cell Identity range），這些PCI range是網路為CSG小區預留的，保存在基站中。在相同的PLMN內，UE保存最後接收的PCI range的時間最大可以為24小時，用於輔助UE對CSG小區的自動重選。UE對這些PCI range的具體使用方法則取決於UE自身的實現。

③ CSG特殊重選規則。如果UE在異頻頻點上檢測到一個CSG小區，該小區在所在的頻點上信號質量最優並且UE屬於該小區的閉合用戶組，則該UE可以忽略頻點優先權排序的正常重選規則，直接重選到該小區。

（3）手動CSG選擇

對於可用的CSG/hybrid小區，支持手動選擇功能。

手動CSG選擇功能，使得用戶能夠自行選擇CSG進行接入。在手動CSG選擇中，UE可以基於用戶的請求掃描所有支持頻段，向用戶顯示發現的屬於註冊PLMN的CSG ID或者相關的Home eNode B名稱（如果CSG小區廣播的話）。當用戶選擇某個CSG時，UE將在這些具有相同CSG的可用小區中篩選一個發起位置註冊。如果所選小區是UE的簽約CSG小區，UE可以駐留在該小區。

在CSG手動選擇過程中，允許UE對未包含在UE側可用CSG列表中的CSG ID所屬小區進行位置登記流程，UE在該小區的位置註冊將發起跟蹤區更新流程，一旦網路側通過了該CSG 為UE的簽約用戶組，UE將能夠駐留到該小區，並將所選擇的該CSG ID添加到可用CSG列表中。

2．連線狀態

（1）CSG小區到宏小區的切換（Outbound）

連線狀態的Outbound切換與3PGG R8普通的宏小區間切換無差別，即連線態參數上報過程，切換判決方法和切換流程等均遵循與UE在宏小區間切換完全相同的流程準則。

（2）到CSG小區的切換（Inbound）

① 空口特性

連線狀態的Inbound移動性基於正常的測量上報流程，正常的測量上報規範見本書7.2.3節。eNode B收到UE上報的接近指示訊息與測量上報訊息後，從中挑選符合要求的小區，下發給UE進行系統信息的讀取。在3GPP R9的系統中，每次eNode B下發的要求讀取系統信息的頻點與小區數等於1。Inbound移動性需要eNode B下發指令，UE沒有接收到該指令前不進行Inbound移動性目的的系統信息讀取操作。切換觸發流程如圖5‑20所示。

具體過程解釋如下。

a．接近指示訊息的上報。UE之前訪問過的CSG小區都會保留在UE自身，形成足跡區域（fingerprint）信息列表。當UE偵測到某個小區與該列表中的fingerprint相匹配時，將會向網路上報接近指示訊息（Proximity Indication）通知eNode B該UE的接近；相對的，當UE又檢測到已經匹配的fingerprint已經不滿足條件時，也會上報該訊息通知eNode B該UE的遠離。

Proximity Indication訊息除了觸發UE在已配置測量的異頻頻點上的小區進行系統信息讀取外，還用於請求eNode B給未配置過的異頻頻點配置普通的異頻測量，從而開啟該異頻頻點的正常測量上報。

b．eNode B配置UE讀取小區系統信息。eNode B僅對接近指示訊息中攜帶的相關無線接入技術與頻點上的信號質量符合要求的小區發起Inbound讀取系統信息的流程，該限制能夠減少對不屬於UE所有閉合用戶組的小區的測量，節省了UE自身的電量與空口信令負荷。

c．UE對鄰區系統信息的讀取。eNode B基於Inbound目的指示UE讀取某小區系統信息後，UE使用自主間隙（autonomous gap）進行讀取，並將初始接入檢查，CGI、TAI和CSG ID等內容上報給eNode B。該autonomous gap的使用不同於網路配置的gap間隙，不受網路側調度控制，可能與正常的上下行數據產生衝突，由UE實現自行解決。只要切換評估發生的不太頻繁，在一次切換評估過程中，不會對實時的話音業務造成用戶體驗上的影響。

d．eNode B的切換判決。eNode B獲得UE上報的該小區信息後，通過初始接入檢查等初步獲知目標小區是否是UE的簽約小區，再進行後續切換判決等的處理。

完成上述4個步驟後，一旦eNode B的切換判決成功，eNode B將向對應的Home eNode B小區傳送切換準備訊息，後續切換準備流程、切換行為與宏系統中的相同。

② 接入控制

連線模式的接入控制分為初始接入控制和最終接入控制。

a．初始接入控制。初始接入控制是指在切換髮起的初期，對UE能否接入目標CSG小區進行判斷。初始接入控制是在UE實現。即通過UE將自身的允許接入列表，與測量到的目標小區的CSG標識進行對照，判斷UE能否接入目標小區所屬的CSG。

b．最終接入控制。由於UE不是完全可信的，在初始接入控制的基礎上，網路側需要進行最終的接入控制。實現最終接入控制的節點是MME。進行接入控制需要的信息（CSG ID及接入模式）由源側提供給MME，並在目標側進行確認。如果目標側是混合模式CSG小區，還需要MME通知目標側該UE的成員信息，目標側可以對UE進行不同的QoS控制。如果目標側判斷源側提供的CSG ID信息不正確，在目標是閉合模式的CSG小區情況下，認為該切換過程失敗；在目標是混合模式的CSG小區情況下，允許UE接入，但需要通知MME其正確的CSG ID。

③ 切換路由

Home eNode B可以通過Home eNode B GW和MME連線，因此，切換過程中，需要有相應的路由機制將切換信令路由到正確的Home eNode B GW。3GPP R9版本決定採用TAI和Home eNode B GW的標識之間映射的方式對Home eNode B GW進行定址（註：不同的Home eNode B GW不能有相同的TAI）。

Home eNode B同步

TD-LTE網路是全網同步系統，嚴格要求各節點保持空口同步。Home eNode B部署網路中存在Home eNode B之間及Home eNode B與宏基站之間的同步問題。保持全網同步可以最大限度地限制鄰區上下行子幀間的干擾，有利於小區間的干擾抑制，降低對系統容量的影響。Home eNode B基站由於受成本的考慮，在晶振等關鍵硬體的選型上要儘量低成本化，可用的候選方案包括：全球定位系統（GPS，Global Positioning System）同步、基於IEEE 1588的網路同步方案和空口同步方案等。

1．GPS同步

作為一種衛星定時系統，GPS需要天線來接收衛星信號。為了保證GPS接收機的正常工作，需要天線有良好的對空視界，保證接收機能夠同時接收到3顆以上衛星的有效信號，對於室內覆蓋系統和樓宇密集區域的Home eNode B部署，很難保證接收機能夠同時接收到3顆以上衛星的有效信號；另外，由於天線和接收機之間通過射頻（RF，Radio Frequench）線纜連線，線纜的損耗導致接收機與天線的拉遠距離有限制，這些都會增加Home eNode B部署的成本。

2．基於IEEE 1588的網路同步

IEEE 1588協定是一種精確時間同步協定，1588v2是其改進和電信最佳化版本。IEEE 1588v2通過主從設備間訊息傳遞，計算時間偏移以及中間網路設備引入的駐留時間，從而減少存儲轉發對定時包的影響，實現主從時鐘和時間的精確同步。實際網路中，主從節點間定時信息是可能經過多個節點，要求網內每一個節點都具備對路徑和時延的測量/校準功能，即每個節點要支持1588v2特性。1588v2需要額外的硬體支持。

3．空口同步

TDD Home eNode B的空口同步原理比較簡單，即在不引入其他同步信號源的情況下，依靠Home eNode B設備自身的檢測功能通過接收鄰小區下行信號調整同步，並基於周期性更新或其他方式維護同步精度。當Home eNode B處於相對封閉環境而無法接收到宏基站信號時，僅需實現該封閉區域Home eNode B之間的同步；當Home eNode B處於宏基站覆蓋範圍內時，Home eNode B基站需與宏基站及相鄰Home eNode B進行同步。該方法的主要問題是如何確定同步的基準對象，即在眾多的鄰基站中選擇同步精度最準的基站來進行同步，這就要求這些同步設備群應具有自組織特性。3GPP R9標準通過了TDD Home eNode B的兩種空口同步方案，分別為利用下行導頻時隙（DwPTS，Downlink Pilot Time Slot）時隙的長GP來獲取同步，以及利用Home eNode B小區的多媒體廣播多播單頻網（MBSFN，Multimedia Broadcast multicast service on Single Frequency Network）子幀來偵聽基準基站的同步信號。

干擾分析

由於引入了新節點Home eNode B，網路中的干擾情況發生了變化，除了原來的宏小區之間的干擾外，還增加了Home eNode B小區與宏小區、Home eNode B小區與Home eNode B小區之間的干擾。下文對新增的干擾場景進行了簡要的分析。

新增的干擾場景如下。

（1）接入到宏基站的UE（MUE，Macro UE）對Home eNode B的干擾：當MUE位於宏基站小區邊緣時，由於功率控制的影響，將以較大的功率發射，如果該MUE附近存在Home eNode B，Home eNode B將會受到很強的干擾。這一干擾在CSG小區下表現尤為突出。

（2）接入到Home eNode B的UE（HUE，Home UE）對宏基站的干擾：由於HUE到Home eNode B的距離一般較近，其發射功率一般較小，再加上HUE到宏基站之間一般都有牆體隔離，損耗較大，到達宏基站的干擾將會很小。

（3）宏基站對HUE的干擾：由於宏基站的發射功率較高，當HUE位於宏基站附近時，會受到較大的干擾。

（4）Home eNode B對MUE的干擾：當MUE位於Home eNode B附近時，受到一定的干擾。這一干擾在CSG小區下表現比較顯著。

（5）宏基站對Home eNode B的干擾：這種干擾只在TDD系統小區間不同步時存在。由於宏基站發射功率較高，該干擾一旦發生，影響就較為嚴重。

（6）Home eNode B對宏基站的干擾：這種干擾也只發生在TDD系統小區間不同步時。雖然Home eNode B發射功率較低，但部署密度可能較高，因此一旦發生，影響也會比較嚴重。

（7）MUE對HUE的干擾：這種干擾只在TDD系統小區間不同步時存在。對於CSG小區下MUE和HUE位於同一房間的場景，干擾會比較嚴重。

（8）HUE對MUE的干擾：這種干擾只在TDD系統小區間不同步時存在。對於CSG小區下MUE和HUE位於同一房間的場景，干擾會較為嚴重。

（9）HUE對Home eNode B的干擾：當HUE所處位置與Home eNode B所處位置相鄰時，干擾較大，當Home eNode B小區數量較多且較為集中時，干擾將會比較嚴重。因此，對於公寓樓這種Home eNode B部署密度較高的場景，該干擾將比較嚴重。

（10）Home eNode B對HUE的干擾：與上一種干擾類似，對於公寓樓這種場景，干擾將比較嚴重。

（11）Home eNode B對Home eNode B的干擾：這種干擾只在TDD系統小區間不同步時存在。對於公寓樓這種場景，干擾將比較嚴重。

（12）HUE對HUE的干擾：這種干擾只在TDD系統小區間不同步時存在。對於公寓樓這種場景，干擾將比較嚴重。

上文已經描述過，Home eNode B與宏基站，Home eNode B與Home eNode B之間要求有嚴格的同步，因此干擾場景5、6、7、8、11、12隻有在同步機制出現故障時才會發生，出現的機率很低，因此相關的干擾控制方案主要針對干擾場景1、2、3、4、9、10進行設計。

系統安全

與LTE系統類似，Home eNode B的安全也是分為如下5個層次。

（1）Home eNode B接入層面的安全（I）：這裡的接入並非指空口接入，而是指Home eNode B接入運營商網路的安全，包括Home eNode B與網路之間的認證（設備認證）、Home eNode B與SeGW安全通道的建立、授權機制與Home eNode B位置鎖定等。

（2）網路層面安全（II）：SeGW與CN之間的安全通信。

（3）Home eNode B業務層面安全（III）：Home eNode B與CN中業務相關實體/業務伺服器之間的安全通信，如從OAM伺服器下載軟體和配置數據應該是安全的。

（4）UE 接入控制層面安全（IV）：Home eNode B與CN實現對UE接入控制方面的安全機制。

（5）UE 接入層面安全（V）：與宏小區一樣，詳細描述見本書第4.7節。

Home eNode B相關的安全包含如下3個方面。

（1）Home eNode B的設備認證：必選；採用EAP-AKA（Extensible Authentication Protocol- Authentication and Key Agreement）或者證書方式，Home eNode B設備EAP-AKA認證方式的鑒權流程遵從文獻[13]，採用基於IKEv2（Internet Key Exchange）證書的認證流程遵從文獻[14]，證書的處理和格式遵從文獻[15]。

（2）Home eNode B擁有者（Hosting Party）認證：可選；指的是對Home eNode B宿主的鑒權，例如包含用戶信息的SIM卡的鑒權。宿主鑒權只使用EAP-AKA方式。

（3）對於Home eNode B下的UE的認證：與傳統的宏基站下的UE的認證沒有區別。

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