Femto技術在3GPP R8中被引入，并成為R8的研究熱點。因為Femto具有發(fā)射功率低、覆蓋范圍小、部署方便、價格低廉等特點，所以受到了業(yè)界的廣泛關注。Femto以固定寬帶接入網(wǎng)絡為回程，同時向用戶提供移動業(yè)務，是一種典型的固定移動融合技術，F(xiàn)emto將是全業(yè)務運營商提供差異化服務的重要手段。

對運營商來說，F(xiàn)emto技術的應用可以提高室內覆蓋質量、提升用戶體驗、減少用戶離網(wǎng)率，同時可以在空口分流宏網(wǎng)絡流量、緩解宏網(wǎng)絡擴容壓力、降低3G建網(wǎng)的CAPEX和OPEX。對用戶來說，因為Femto部署的成本低，運營商可以為用戶提供更低的通信資費，另外Femto用戶可以獨享無線資源和傳輸資源，獲得更好的信號質量和接入速率，能夠促進用戶數(shù)據(jù)業(yè)務使用習慣的培養(yǎng)。總之，F(xiàn)emto技術的出現(xiàn)為運營商提供了室內覆蓋的新思路。

1 Femto技術概述

1.1 Femto標準進展

3GPP稱Femto為Home Node B（HNB），即家庭基站。3GPP于2007年3月啟動HNB的相關研究工作，其目標是試圖形成家庭基站的標準應用場景，找到標準的解決方案。2008年5月3GPP完成了這個研究工作，形成了技術報告：TR 25.820“3G Home Node B Study Item Technical Report（R8）”。

R8規(guī)范了HNB架構、Iuh接口、CSG相關標識、測量規(guī)則、小區(qū)選擇與重選規(guī)則、HNB網(wǎng)管南向接口等方面的內容。R9將繼續(xù)完善HNB的標準，工作目標主要涉及以下幾部分：從宏小區(qū)到HNB小區(qū)的連接態(tài)的切換、從HNB小區(qū)到HNB小區(qū)的連接態(tài)的切換、支持OPEN模式和hybrid模式的HNB小區(qū)、Iuh接口上CS業(yè)務的上行復用。

行業(yè)標準方面，2009年4月CCSA開始了HNB系列行業(yè)標準的制定。該系列標準包括家庭基站設備技術要求和測試方法、家庭基站網(wǎng)關設備技術要求和測試方法、家庭基站管理系統(tǒng)設備技術要求和測試方法、家庭基站與家庭基站管理系統(tǒng)之間接口測試方法、家庭基站Iuh接口技術要求和測試方法。目前該系列標準已經(jīng)陸續(xù)完成報批，處于待發(fā)布階段。

1.2 Femto產(chǎn)業(yè)鏈狀況

在Femto標準制定的同時，產(chǎn)業(yè)界也迅速跟進，華為、阿朗、諾西在2009年年初第一批推出了Femto解決方案，到2009年下半年思科、NEC、新郵通等廠家都推出了自己的Femto產(chǎn)品。從設備產(chǎn)業(yè)鏈的角度講，F(xiàn)emto技術已經(jīng)成熟，具備了規(guī)模商用的條件。

商用方面，NTT Docomo、Vodafone、T-mobile等主流運營商已開展相關試驗，Sprint、Verzion、AT&T 也在著手Femto的試驗和商用籌備，但是目前尚未有真正大規(guī)模商用的Femto網(wǎng)絡。

2 Femto關鍵問題

2.1 網(wǎng)絡架構

Femto接入網(wǎng)絡主要由HNB、家庭基站網(wǎng)關（HNB GW）、安全網(wǎng)關（SeGW）和家庭基站網(wǎng)管系統(tǒng)（HMS）構成（見圖1）。HNB為用戶私有設備，通過公共IP網(wǎng)絡連接到HNB GW，HNB GW通過Iu接口連接到核心網(wǎng)。從核心網(wǎng)來看，HNB接入網(wǎng)是RNC，HNB GW通過標準的Iu接口接入到核心網(wǎng)；從UE側來看，HNB接入網(wǎng)是Node B，HNB與UE采用標準的Uu接口進行通信。

圖1 Femto 我網(wǎng)絡結構

HNB具有Node B的無線承載功能，向終端提供標準的Uu接口，同時也集成了RNC的無線資源管理、移動性管理等功能，HNB還提供了HNB GW的Iuh接口。

HNB GW是為HNB系統(tǒng)新增的網(wǎng)關設備，將來自眾多HNB的業(yè)務匯聚在一起，然后通過標準的Iu_CS和Iu_PS接口傳回到已有的核心網(wǎng)絡，這樣就向核心網(wǎng)屏蔽了Iuh接口和HNB系統(tǒng)特性。HNB GW還具有Iuh鏈接管理、UE注冊、HNB注冊、UE接入控制等功能。

HMS主要提供HNB的網(wǎng)絡管理功能，HMS與HNB之間采用TR069協(xié)議。具體的網(wǎng)管功能包括用戶管理、軟件管理、參數(shù)配置、故障管理、性能管理、HNB拓撲管理、日志管理等。HMS還支持HNB初始化過程中的HNB GW發(fā)現(xiàn)功能，為HNB提供初始配置數(shù)據(jù)，對HNB進行位置信息驗證，準入列表維護。

2.2 自配置自優(yōu)化功能

自配置自優(yōu)化功能是Femto最重要的功能。

一方面，F(xiàn)emto數(shù)量眾多，運營商不方便也不可能投入巨大的精力對其進行開通和維護，這就要求HNB能夠即插即用，維護便捷。即插即用指Femto上電后，自動完成認證鑒權、網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)、IP獲取、IP Sec隧道建立、自動參數(shù)配置等過程。維護便捷指運營商可以通過OMC進行遠程批量配置管理、軟件升級、日志自動保存等操作。

另一方面，F(xiàn)emto部署的一個重要原則是不能對宏網(wǎng)絡產(chǎn)生較大干擾，不能造成宏網(wǎng)絡質量的下降。這就要求Femto具有自適應自優(yōu)化算法，保證最優(yōu)的發(fā)射功率，以減小Femto網(wǎng)絡對宏蜂窩的干擾。

此外，F(xiàn)emto具有自動無線測量、自動鄰區(qū)配置等功能，以滿足其與宏網(wǎng)絡之間的移動性管理要求。

2.3 UE接入控制

Femto是用戶私有設備，所以要對終端進行接入控制。根據(jù)接入控制策略的不同，3GPP將Femto分為3種模式，即封閉模式、開放模式和混合模式。