Trạm lặp thông minh (smart relay) không chỉ là giải mã và chuyển tiếp (hoặc khuếch đại và chuyển tiếp) thông tin nhận được từ phía phát như các trạm lặp thông thường, mà nó còn có chức năng xử lý tín hiệu thu được trước khi chuyển đến đích. Mục đích chính của việc xử lý tín hiệu tại các trạm lặp thông minh này là để lợi dụng tối đa đặc tính quảng bá của sóng vô tuyến và sự thay đổi của kênh truyền dẫn fading.
Hình 2.2 Mô hình truyền dẫn dùng trạm lặp thông minh
Giao thức truyền dẫn thông tin trong mạng thông tin di động tế bào có sử dụng trạm lặp thông minh được minh họa ở hình 2.2. Thông tin của các máy đầu cuối được phát quảng bá không chỉ đến trạm lặp mà còn đến với trạm thu phát gốc. Khi nhận được tín hiệu thu này, trạm thu phát gốc sẽ không giải mã tín hiệu ngay mà chờ tín hiệu đến từ trạm chuyển tiếp. Đối với trạm lặp, ngoài việc giải mã thông tin của các
máy đầu cuối, trạm lặp thông minh sẽ thực hiện xử lý tín hiệu để sao cho thông tin của mỗi người dùng đến đích bằng nhiều đường truyền dẫn khác nhau. Khi trạm gốc nhận được tín hiệu từ trạm chuyển tiếp, lúc này trạm gốc sẽ kết hợp tín hiệu thu trực tiếp từ các máy đầu cuối trước đó và tín hiệu thu từ trạm chuyển tiếp để thực hiện giải mã tín hiệu gốc.
Giao thức truyền dẫn ở trên cho thấy, thông tin của mỗi người sử dụng sẽ được giải mã dựa trên ba đường truyền dẫn độc lập với nhau. Hay nói khác đi, độ lợi phân tập không gian đã tăng từ 1 (đối với các trạm lặp thông thường) lên 3 (đối với trạm lặp thông minh). Như đã chứng minh, nếu độ lợi phân tập không gian tăng lên thì chất lượng tín hiệu sẽ được cải thiện.