Long Term Evolution (Advanced) - LTE(-A)
Femtoceldas

Tal como muestran diversos estudios, la mayor parte de tráfico del usuario se genera dentro de edificios (indoor). Las redes 4G asumen el uso tanto de las bandas de frecuencias pequeñas (por ejemplo, 800/900 MHz), como de las bandas superiores a 2 GHz. Las frecuencias más altas tienen un peor comportamiento respecto a la propagación de la señal. Este problema se acentúa especialmente en entornos que no están al aire libre (indoor). Por eso, los usuarios de indoor no pueden conseguir siempre una calidad de señal suficiente que se corresponda con sus necesidades. Esos problemas son abordados por un nuevo concepto: las denominadas femtoceldas (en LTE-A, se utiliza el acrónimo HeNB). La femtocelda puede aumentar el rendimiento para usuarios de interiores y, también permite descargar a las macroceldas ofreciendo servicio a los usuarios que reciben una señal de baja calidad a partir de una macrocelda.

La femtocelda es una estación base de bajo coste que normalmente será desplegada en dependencias del usuario, tales como una casa o una oficina. La femtocelda está conectada a la red troncal (Internet) a través de una conexión cableada, como DSL (Digital Subscriber Line) o de fibra óptica. Esta conexión troncal proporciona los datos del usuario de la femtocelda a un destino (un servidor o usuario de destino) y viceversa. La potencia de transmisión de la femtocelda permite normalmente sólo cubrir el espacio interior para ofrecer una calidad de señal suficiente a los usuarios cercanos.

La potencia máxima de transmisión de una femtocelda es aproximadamente de hasta 21 dBm. Por lo tanto, la cobertura de la femtocelda sólo es del orden de decenas de metros.

Las femtoceldas pueden ofrecer tres tipos de acceso:

- Acceso abierto: Todos los usuarios en el área de cobertura de la femtocelda pueden conectarse a ella. Todos los usuarios conectados a la femtocelda comparten con la misma prioridad tanto los recursos radio como la conectividad al backbone o segmento principal. Una de las ventajas del acceso abierto consiste en la posibilidad de descargar una macrocelda dando servicio a varios usuarios áreas que transmiten muchos datos o bien dando servicio a usuarios que están lejos de la macrocelda. Por otro lado, si se despliegan muchas femtoceldas con acceso abierto puede haber un elevado número de handovers.
- Acceso cerrado: La femtocelda con acceso cerrado admite sólo aquellos usuarios incluidos en una lista denominada Grupo cerrado de abonados (Close Subscriber Group, CSG). Dicha lista es administrada por usuario que está a cargo de la femtocelda. Típicamente, se supone que la lista CSG incluye unos pocos usuarios (se asume un número aproximado entre cuatro u ocho usuarios para femtoceldas domésticas). En el caso de acceso cerrado, sólo una cantidad limitada de usuarios que figuran en el CSG comparten los recursos radio acciones y recursos internos a la red de la femtocelda. Por otro lado, se debe tener en cuenta la posible interferencia que haya con usuarios que no consten en la lista CSG para evitar un deterioro en sus prestaciones a través de otras redes.
- Acceso híbrido: El acceso híbrido es una combinación entre el acceso abierto y cerrado. En este caso se define la lista de CSG y una parte de la capacidad de transmisión de la femtocelda sólo es accesible por los usuarios de dicha CSG. El resto de los recursos puede ser compartido con otros usuarios no CSG.

Una cuestión crítica en relación con el despliegue de las femtoceldas es el aumento de la interferencia. La interferencia de femtoceldas se puede clasificar entre la interferencia de una femtocelda y los usuarios de macroceldas (interferencia cross-tier) y la interferencia entre distintas femtoceldas (interferencia co-tier). El impacto negativo de estas interferencias depende también de la asignación de recursos de radio entre femtoceldas y macroceldas. Se pueden identificar dos formas de asignación de recursos radio:

- Despliegue co-canal: En este caso hay un solape entre las bandas de frecuencias para las macroceldas y las femtoceldas; en consecuencia para mitigar la interferencia se requiere un control de potencia en la transmisión de la femtocelda, o una asignación de recursos radio adecuada.
- Despliegue de canal ortogonal (o dedicado): Se asignan distintos conjuntos de portadoras para macroceldas y femtoceldas. De esta manera se elimina múltiples la interferencia cross-tier. Por otra parte, no hay un uso eficiente de los recursos radio.