Jak ukazuje několik studií, většina přenášených dat je odesílána z vnitřních prostor (například uvnitř budov). Sítě 4G předpokládají užívání nejen nízkofrekvenčních pásem (např. 800/900 MHz), ale také frekvence vyšší než 2 GHz. S použitím vyšších frekvencí je ale spojeno horší šíření signálu. Tento problém je ještě zvýrazněn zvláště pro prostředí uvnitř budov. Z toho důvodu nejsou často uživatelé uvnitř budov schopni dosáhnout dostatečné kvality signálu odpovídající jejich požadavkům. Tyto problémy jsou řešeny novým konceptem zvaným femtobuňky (v LTE-A, označované jako HeNB). Femtobuňky mohou zvyšovat propustnost pro vnitřní uživatele a také umožňují snížit zátěž makrobuněk, tím že obslouží část uživatelů přijímajících od makrobuněk signál nízké kvality.
Femtobuňka je nízkonákladová základnová stanice, u které se předpokládá umístění v uživatelském prostoru jako jsou domy nebo kanceláře. Femtobuňka je připojena na páteřní síť (Internet) skrz kabelové připojení jako jsou například přípojky DSL (Digital Subscriber Line) nebo optická vlákna. Toto páteřní připojení doručuje uživatelská data z femtobuňky do místa určení (server nebo cílový uživatel) a naopak. Vysílací úroveň femtobuněk je typicky nastavena na pokrytí jen vnitřní oblasti budov tak, aby umožnila poskytnutí dostatečně kvalitního signálu uživatelům v její blízkosti.
Maximální vysílací výkon femtobuněk je přibližně 21 dBm (125 mW). Proto femtobuňky pokrývají jen řádově desítky metrů.
Femtobuňky mohou poskytovat tři typy přístupu:
Zásadní problém týkající se femtobuněk spočívá ve zvýšení rušení. Rušení může být děleno na rušení uživatelů makrobuněk femtobuňkou (cross-tier rušení) a rušení od femtobuňky k ostatním femtobuňkám (co-tier rušení). Úroveň negativního účinku rušení závisí také na rozdělení radiových zdrojů mezi femtobuňky a makrobuňky. Jsou definovány dva způsoby rozdělení radiových zdrojů.