Các nghiên cứu về sử dụng vô tuyến cho thấy rằng hơn 50% của tất cả các cuộc gọi thoại và hơn 70% lƣu lƣợng dữ liệu có nguồn gốc trong nhà. Mạng thoại đƣợc thiết kế để chịu đựng chất lƣợng tín hiệu thấp, kể từ khi tỷ lệ dữ liệu cần thiết cho các tín hiệu bằng giọng nói là rất thấp, thứ tự của 10 kb/s hoặc ít hơn. Mặt khác mạng dữ liệu đòi hỏi chất lƣợng tín hiệu cao hơn nhiều để cung cấp nhiều bit tốc độ cao với mong muốn ngƣời dùng. Đối với các thiết bị trong nhà, đặc biệt là ở các tần số cao hơn có thể đƣợc triển khai trong các hệ thống băng thông rộng không dây nhiều. Suy hao giảm sẽ làm cho chất lƣợng tín hiệu cao và do đó tốc độ dữ liệu cao rất khó khăn để đạt đƣợc. Điều này đặt ra câu hỏi rõ ràng: tại sao không khuyến khích ngƣời dùng cuối để cài đặt một thiết bị trong nhà tầm ngắn tiêu thụ điện năng thấp liên kết tại các vị trí này?
Một mô hình cải tiến mới với nốt B đƣợc đặt trong nhà (HeNB) đƣợc gọi là Femtocell. Các thuê bao trong nhà, trung cƣ, công sở có thể sử dụng dịch vụ LTE chất lƣợng cao trực tiếp qua nốt B trong nhà của Femtocell và sử dụng thoại cơ bản vẫn có thể qua trạm gốc của Marcocell. Femtocell có phần gần giống với Wifi khi có thể chia ngƣời dùng thành các loại cơ bản nhƣ: Loại thứ nhất là ngƣời dùng trực tiếp(chủ sở hữu), loại thứ hai là khách thƣờng xuyên và loại thứ ba là khách không thƣờng xuyên. Nhƣ vậy Femtocell cũng đặt ra các chính sách sử dụng nhƣ là:
- Chính sách mở hoàn toàn: mọi thuê bao bất kỳ đều có thể truy cập femtocell khi nằm trong vùng phủ của nó. Chính sách này không đảm bảo tính bảo mật cũng nhƣ lợi ích cho thuê bao chính trong nhà. Nhƣng nó giúp phần sử dụng hiệu quả hệ thống thông tin di động đảm bảo tính trong suốt cho mạng vô tuyến.
- Chính sách đóng: Chỉ có thuê bao chủ nhà femtocell mới có quyền sử dụng tài nguyên femtocell. Điểm mạnh của chính sách này là tính bảo mật và lợi ích của chủ nhà đƣợc đảm bảo. Nhƣng nó làm hạn chế tính linh hoạt cho mạng vô tuyến khi có thuê bao khách là LTE di chuyển sang vùng lân cận.
- Chính sách trung gian: Mở một phần giới hạn tài nguyên cho khách sử dụng. Vừa đảm bảo tính linh hoạt và trong suốt cho vô tuyến. Vừa đảm bảo lợi ích chủ nhà cũng nhƣ tính bảo mật.
Hình 2.1: Femtocell đơn giản
Hình ảnh trên cho thấy một cách nhìn đơn giản về femtocell, tín hiệu thoại vẫn đƣợc duy trì trên BS-macrocell. Đây là bản chất của chính của phƣơng pháp femtocell. Thuê bao là hài lòng với tốc độ dữ liệu và độ tin cậy cao hơn. Các nhà điều hành làm giảm số lƣợng lƣu lƣợng truy cập trên mạng macrocell đắt tiền của họ, và có thể tập trung nguồn lực vào việc ngƣời dùng di động thực sự.
- Vùng phủ và công suất tốt hơn: Do khoảng cách truyền nhận ngắn nên Femtocell làm giảm công suất truyền tài. Giúp tiết kiệm năng lƣơng cho thiết bị cầm tay kéo dài tuổi thọ pin cho thiết bị di động. Đặc biệt làm tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cộng tiếng ồn (SINR). Do sự di chuyển giảm diện tích vùng phủ đƣợc tập trung và làm giảm nhiễu nên ngƣời sử dụng có thể đƣợc đóng gói vào một khu vực cùng một vùng quang phổ. Làm tăng hiệu quả sử dụng diện tích quang phổ.
- Cải thiện độ tin cậy cho Macrocell : Nếu lƣu lƣợng trong nhà có nguồn gốc, có thể đƣợc hấp thụ vào các mạng femtocell trên đƣờng trục IP, các BS macrocell có thể chuyển hƣớng các nguồn lực của mình trong việc cung cấp tiếp nhận tốt hơn cho ngƣời sử dụng điện thoại di động.
- Chi phí lợi ích: Triển khai Femtocell sẽ làm giảm hoạt động và chi phí chi phí vốn cho các nhà khai thác. Một macrocell đô thị điển hình chi phí lên tới 1000$/tháng trong hợp đồng thuê địa điểm, và chi phí bổ sung cho điện và backhaul. Mạng macrocell sẽ đƣợc nhấn mạnh bởi các chi phí hoạt động, đặc biệt là khi thuê bao tăng trƣởng không phù hợp với nhu cầu gia tăng về lƣu lƣợng dữ liệu . Việc triển khai các Femtocell sẽ làm giảm sự cần thiết phải thêm tháp Macro-BS. Một nghiên cứu gần đây cho thấy chi phí hoạt động quy mô từ 60.000$/năm/macrocell để chỉ 200$/year/femtocell.
- Doanh thu thuê bao: Vùng phủ đang đƣợc xây dựng một cách nghèo nàn gây ra sự không hài lòng của khách hàng. Khuyến khích họ hoặc chuyển đổi vận hành hoặc duy trì một đƣờng dây riêng biệt bất cứ khi nào trong nhà. Nâng cao khả năng vùng phủ trong nhà đƣợc cung cấp bởi femtocells sẽ làm giảm động lực cho ngƣời dùng gia đình chuyển sang dùng mạng khác.