Femto是一种工作在授权频段、发射功率低、小范围覆盖、以固定宽带接入网络为回程的微蜂窝式基站设备。Femto技术的提出为解决蜂窝移动通信系统中室内覆盖效果不佳和容量低的问题提供了一种有效的解决手段,同时该技术还可以使用户享受更低廉的资费,增加用户粘度。因此,它的出现引起了人们越来越多的关注。目前,我国的通信市场仍以GSM为主导,3G、LTE等新业务也可以通过垂直切换方式重新切换回GSM业务,因此,研究基于GSM标准的Femto基站设备具有重要的现实意义和应用价值。虽然Femto具有广阔的应用空间,但目前还不完善,还有许多技术问题需要解决,主要包括射频技术、干扰抑制、双层切换技术以及接入控制技术等。这其中双层切换技术和接入控制技术更是直接影响到Femto基站的部署以及用户的QoS质量,成为Femto应用中研究的热点和必须解决的问题。本文针对双层切换技术和接入控制技术这两个Femto应用中的关键技术问题展开深入研究。首先,由于Femto的引入改变了现有的网络架构,Femto基站也与传统的基站设备在架构方面存在本质的差异,从而导致Femto网络的切换流程与传统的通信网络切换流程具有很大的不同。本文选取SIP协议代替传统GSM的NO.7信令,并对GSMFemto切换流程和关键步骤做出分析,针对传统GSM切换流程在Femto应用中的不足,提出了基于SIP的GSM Femto切换机制,对Femto/Macrocell双层网络下的三种不同切换场景提出改进的切换信令流程,以解决双层网络下的切换问题。其次,本文还对双层网络下,移动用户在Femto与Macrocell网络间的频繁切换问题进行了详细的研究,通过提出一种新的基于SQ的呼叫接纳控制算法,有效抑制移动用户在双层网络间的频繁切换和不必要切换,从而提高用户的QoS质量,增加用户满意度,提升系统容量,仿真分析结果表明该算法能够很好的控制频繁切换的次数。最后本文在所做研究基础上,设计并实现了GSM Femto切换系统,验证了本文所提方法的有效性。