強化LTE覆蓋範圍 中繼節點角色吃重
此外，中繼節點可提供更大的靈活性予網路營運商，快速建立新的基地台。因此，中繼節點有助於網路拓撲結構的增強，從而提供高靈活度和較小的經費開銷，以處理數據變化很大的網路需求。
兩大中繼節點類型各有差異
目前，有兩種類型的中繼節點正在審議，首先類型1的中繼節點可建立新的基地台，具有自己基地台、廣播資訊，以及終止的空中介面協定。類型1的中繼節點為真正的第三層中繼站，其主要用途是擴大覆蓋範圍。對使用者裝置而言，基地台由這些中繼節點所建立，不能與傳統的基地台有所區別。在LTE版本十中，則只考慮類型1中繼節點於LTE網路中。
類型2中繼節點不可建立新的基地台，主要工作於網路底層，是一種智慧型的中繼站。對使用者裝置而言，其架構完全透明。換句話說，使用者裝置甚至不承認有中繼節點存在於基地台中。例如，在不成功的數據傳輸，類型2中繼節點可重送數據封包，除基地台重送外，也創造新的傳送路徑在使用者裝置傳送中，增加重送數據封包成功的概率。
圖1為典型的中繼站網路連結方案，其中，類型2中繼節點皆在大型基地台的範圍中，而類型1中繼節點皆設在基地台的附近或大型基地台的死角位置。利用這種方式，可有效改善覆蓋率範圍，並能提高大型基地台的容量。例如，安裝的中繼節點於屋頂或塔頂，基地台和中繼節點之間，以及中繼節點和使用者裝置之間的連接，往往比原始基地台與使用者裝置之間連接通訊品質更好，且能允許高階調製、減少錯誤保護，以及更多的多重輸入多重輸出(MIMO)。
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| 圖1 類型1和類型2典型的中繼站網路連結方案 |
施贈式基地台可實現代理功能
中繼節點通過所謂的施贈式基地台(DeNB)連接到E-UTRAN。一個傳統式的基地台，也可成為一個中繼節點。空中介面是所謂的Un介面(圖2)，其包含Uu的所有功能，和基地台和使用者裝置之間的空中介面；再上加額外的功能，既可啟動專用的訊號。
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| 圖2 網路中的中繼節點整合圖 |
從圖2可看出，S1和X2的介面可擴展到中繼節點；例如，施贈式基地台可提供S1和X2的代理功能於中繼節點和其他網路節點之間。因此，對於中繼節點，施贈式基地台也可能以一個行動管理實體(Mobility Management Entity, MME)出現，成為另一個基地台或服務閘道器(Serving Gateway, S-GW) 。
如何實行代理功能，可利用一個實例解釋：S1-c的協議堆疊，其他的也是以相同方式運行。中繼節點和基地台間有一個介面關係，另一個介面關係於基地台和MME。基地台在中繼節點和MME間轉發S1數據，並只修改數據中的ID。因此，代理功能的操作對於MME和中繼節點而言是一透明化的功能；這表示對MME而言，使用者裝置似乎直接連接到基地台，此方式核心網路節點上的更改都會降到最低。請注意，這裡沒有X2連接於不同的中繼節點，即使是連接到同一施贈式基地台也是如此。
空中介面造成中繼節點上/下行挑戰
空中介面造成中繼節點上/下行挑戰
中繼節點和施贈式基地台之間的回程鏈路Un，以及基地台和使用者裝置之間的傳統Uu鏈路，皆使用相同的空中介面資源。因此，中繼節點必須接收下行(Downlink)施贈式基地台的頻率與傳送至使用者裝置的頻率相同；中繼節點於上行(Uplink)傳輸時也面臨同樣挑戰。然而，由於傳輸和接收的訊號強度有100分貝(dB)的大小區別，如果未使用額外技術，發射器和接收器之間極強的隔離度，將不需額外的技術。
因此，有三種類別被視為類型1中繼節點，首先是中繼節點具備特殊配置，為避免同時傳輸和接收於同一傳輸方向，稱為類型1-中繼節點；其次為中繼節點工作在不同頻率上的Un和Uu介面，這是所謂的頻帶外的節點。這些中繼節點非常適合在網路上有額外的頻譜，稱為類型1a-中繼節點；最後是中繼節點具有很強隔離度於接收和發射器之間，稱為類型1b-中繼節點。
類型1a-中繼節點和類型1b-中繼節點，對於空中介面是沒有影響，但卻很難被建立(類型1b-中繼節點)，或可能無法使用在一個特定的網路(類型1a-中繼節點)。因此，最強調是類型1-中繼節點在空中介面上須要相當大變化；當中繼節點與施贈式基地台交換數據時，必須在鏈路到使用者裝置間建立差距。建立這些差距，對於分時長程演進計畫(TD-LTE)而言非常簡單，可藉由保留次訊框(Subframe)予Un達成。對於分頻雙工(FDD)而言，這種像分時雙工(TDD)的結構並不存在，必須另設定標準。不過，對於這兩種方式，使用者裝置在LTE版本八中，不管資料傳輸與否，皆期待有特定基地台(Cell-specific)參考訊號於所有次訊框。
因此，為應付這些過時的使用者裝置，多媒體廣播多服務單頻網(MBSFN)的次訊框，將用來建立下行訊框的差距。請注意，這些次框架只被宣告為MBSFN的次訊框，以防止使用者裝置使用次訊框的參考訊號作為通道估計。其內容是完全背離MBSFN傳送，既沒有修改過的參考訊號，也沒有特別正交分頻多工(OFDM)符號配置。而是從施贈式基地台到中繼節點數據傳輸，如圖3表示。
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| 圖3 特殊次訊框於施贈式基地台到中繼節點之間傳輸。 |
在FDD所定義的模式，分配第八個次訊框為特殊次訊框，在MBSFN的次訊框是有可能的，例如在除第零、四、五和九次訊框外的所有次訊框；其他次訊框必須被排除在外，因為施贈式基地台用以傳送廣播和同步訊息於次訊框中。以這種方式，定義最多八個模式，這就是分配高達60%的所有次訊框。上行分配模式中，使用一個沈默的方式。這裡的規則是從Uu介面，指定一個上行授予者處理任四個次訊框之後，和一個下行數據傳輸也被通知，也在四個次訊框後。
上述的架構是非常直接的，但有幾點是值得考慮的。中繼節點沒有取得廣播訊息時，因為中繼節點也在同時傳送訊息予使用者裝置。結果，這個訊息必須在一個專用的方式發送，這使得其能夠有不同的內容。如此不同的廣播訊息將非常有用，例如在隨機接取通道(RACH)參數的情況下。通常在RACH過程並不像使用者裝置一樣頻繁發生，因為沒有移交的定義且連接皆是靜態的。但假如一個無線鏈路失敗(RLF)發生時，中繼節點應具有非常高的優先權作訪問。
此外，須考慮的另一點是不能去存取控制通道，因為中繼節點在同一時間傳送自己控制通道，連接至使用者裝置。這意味著一個獨立的控制通道R-PDCCH是必要，其須開始在一個固定的位置，也是同樣的原因，有如控制格式指示通道(PCFICH)沒有可用時。因此，為應付所有情況下，第四OFDM符號被選中。
R型物理下行控制通道(PDCCH)被描述於圖4的斜線處，當開始傳輸在第四OFDM符號和保護符號，是數據封包傳輸之前。請注意，PDCCH的前兩個OFDM符號用於使用者裝置直接連到基地台。不像一般的PDCCH，R-PDCCH坐落在一個次訊框中的兩個時槽。在頻率範圍中，R-PDCCH占據一組物理資源塊，可能是局部或分散。後一種情況，如圖4所示。第一個時槽總是保留於下行有關的問題，而第二個時槽進行上行授予。由於第一個時槽通常會比第二個時槽還要短，而且更少的資源往往更須要上行授予，而超過下行問題的第二個時槽可用於下行數據傳輸，這樣資源再利用，則不可能發生於的第一個時槽。
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| 圖4 特殊次訊框於施贈式基地台至中繼節點鏈接。 |
中繼節點至網絡接通步驟關鍵
中繼節點程序啟動時，根據一般使用者裝置的接通，通常第一個步驟，是在中繼節點連接至一般使用者裝置，而為得到其所需資訊，也是為準備在第二個步驟中的中繼接通時所需的必要參數。
圖5概述這些步驟的摘要。接通於一個使用者裝置而言，皆是完全相同的步驟，也用於傳統的使用者裝置，完成任何一個基地台，無論基地台是否有施贈式基地台能力。接通主要是用於連接到的管理終端(O&M)中心，以獲得初始參數的清單都相當重要，其中包括最重要的是列表施贈式基地台。然而中繼節點離開，並進行下一步，接通中繼節點的操作。
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| 圖5 中繼節點到網路的接通 |
在這第二個接通，中繼節點提供一個中繼節點指標於第一步，為無線電資源控制(RRC)連接設定。因為在中繼節點進行接通的中繼操作中，必須重複身分驗證和安全考核。在最後一步的接通，RRC連接配置，中繼節點協商的需求和所需的特殊次訊框 結構於類型1-中繼節點。O&M現在可以完成中繼節點配置，在S1/X2連接完成後，中繼節點就可開始操作。中繼的概念是一個新的技術，用於中小型基地台的網路連結。其主要優勢在於可快速和容易安裝於新基地台，不需另外的回程存取技術。
