CN102739359A - 基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法 - Google Patents

Abstract

一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，是小区基站先将准备传输的数据进行分组，再把每个数据分组广播给中继和用户；中继和用户各自分别接收基站发来的数据分组并进行解码处理，用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息；基站统计用户的反馈信息，根据用户没有正确接收的该数据分组中的符号数给中继发送相应的控制信号，中继根据该控制信号选择适宜的正交空时编码矩阵进行编码重传；因为各中继的发送信号相互正交，即使中继使用相同频率资源传输，也能避免不同中继的发送信号之间产生干扰，从而大幅度地改善系统的传输性能。

Description

基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法

技术领域

本发明涉及一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，用于解决在数据重传过程中使用相同频率资源传输信号的不同中继信号间的相互干扰问题，属于无线移动通信的技术领域。

背景技术

随着信息时代的不断推进，公众对语音、视频、网页浏览等通信应用的需求逐步增长。这类业务的特点是信息量大，重复性高。现在，一对一的单播传输方式已经不能满足用户对这些大数据量和实时性业务的需求。为了解决这个问题，人们开始采用多播传输。多播传输是信号源向多个用户同时传送信号，以实现网络资源的共享的一种技术。但是，当信道条件不理想时，基站传输给多播组内用户的信号，组内的一部分用户接收后能够正确解码，还有一部分用户无法正确解码。此时，基站需要对未被用户正确接收的那部分数据进行重传。

目前已经存在的数据重传的方法有：由基站进行的单播重传和多播重传、中继采用不同频率资源进行的多播重传，以及中继采用相同频率资源进行的多播重传等。

传统的基站单播重传方法是：基站向每个没有正确接收信号的用户单独发送未被成功接收的信号，直到所有用户都正确接收为止。单播重传方法虽然可以保证传输正确率，但是，这种方式消耗的时间和频率资源都很大，浪费了宝贵的通信资源。基站多播重传方法是对多播传输的简单重复：当有用户没有正确接收信号时，由基站给多播组内所有用户重新发送信号。由于基站的发射功率有限，在基站重传之后，原来没有正确接收信号的用户有很大可能仍然无法正确接收信号。

为了解决这个问题，系统引入中继：基站首先广播信号给中继和用户。中继进行解码后，再由中继进行重传。为了防止不同中继发送信号造成彼此之间的干扰，传统中继在重传过程中，不同中继是采用不同频率进行重传的。这样可以提高小区边缘用户的性能，也避免了不同中继之间信号的相互干扰，但是，这种方式需要消耗较多的频率资源。在如今频率资源非常匮乏的时期，人们自然就会考虑能否让不同中继都采用相同的频率进行重传。不同中继采用相同频率进行重传时，对某个用户而言，由于不同中继与其的距离不同，该用户接收到来自不同中继的信号会存在时延差。时延差在一个循环前缀范围内的信号是有用信号；反之，则为干扰信号。文献《Performance Evaluation of Cellular NetworksOffering TV Services》指出：对接收用户而言，只有当时延差在一个循环前缀范围内时，才被视为有用信号，否则，就被视为干扰。当传输时延差大于一个循环前缀时，使用相同频率传输的信号之间会产生互相干扰，影响系统性能。

针对现有重传技术的缺点，又有一些文献研究了如何将目前技术比较成熟的空时编码方案应用于无线分布式中继网络的传输上。例如：文献《Multi-userspace-time coding in cooperative networks》分析了基于Alamouti空时码和放大转发协议的分布空时码的误码性能。文献《Distributed space-time coding in wirelessrelay network》介绍每个中继节点随机选择空时码与重传系统中一个天线相对应。但由于中继是随机选择空时码，当信噪比不断增加时，整个通信系统只能获得一阶空间分集。

总之，现有的多播重传方法中，基站直接重传是费时、费力又收效甚微。中继使用不同频率进行重传时，对于当今日趋紧张的频率资源是一种浪费。中继使用相同频率进行重传时，则不同中继的发送信号之间会产生干扰。因此，如何更好地解决这种现有的中继重传技术的缺陷或不足，仍然是业内科技人员关注的一个焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，本发明综合考虑重传有效性和节约频率资源等因素，把正交空时编码应用于中继重传过程中：中继根据编码矩阵和传输效率等因素选取适宜的正交空时编码方案对需要重传的数据进行编码，然后再进行重传，这样，不同中继的发送信号相互正交，即使中继使用相同频率资源传输，也能避免不同中继的发送信号之间产生干扰，从而大幅度改善系统的传输性能。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，其特征在于：小区基站先将准备传输的数据进行分组，再把每个数据分组广播给中继和用户；中继和用户各自分别接收基站发来的数据分组并进行解码处理，用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息；基站统计用户的反馈信息，根据用户没有正确接收的该数据分组中的符号数给中继发送相应的控制信号，中继根据该控制信号选择适宜的正交空时编码矩阵进行编码重传；因为各中继的发送信号相互正交，从而避免了各重传数据分组之间的干扰，提高了用户接收数据的性能。

所述方法的应用场景是该小区设有均匀设置在距离基站三分之二小区半径的距离处、彼此角度相差120°的三个单天线固定中继，即天线数n=3；在重传阶段，

三个中继都参与重传，每个中继天线作为正交空时编码矩阵中的一个空间分集因子，故该正交空时编码为3列矩阵；同时设置该系统的数据传输速率为

其中，m是基站对准备传输的数据进行分组后的每个数据分组所包含的符号数，p是传输每个数据分组所需的时隙数；这样得到的正交空时码矩阵为一个n×p的矩阵G。

上述方法包括下列操作步骤：

（1）基站多播：基站给中继和用户广播数据分组，该数据分组由三个符号x₁,x₂,x₃所构成；中继和用户分别接收基站发送来的该数据分组并进行解码，然后用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息；

（2）基站统计用户是否成功接收并做出相应处理：基站统计用户的反馈信息，并根据用户没有正确接收该数据分组中的符号数量的不同，给中继分别发送相应的控制信号；

（3）中继编码重传：中继根据基站的不同控制信号选择不同正交空时编码方案进行相应的正交空时编码，并在编码后进行重传；

（4）用户解码：用户接收中继重传的数据并解码。

所述步骤（2）中，用户没有正确接收的该数据分组中的不同符号数分别为3、2、1和0时，基站给中继分别发送的控制信号有下述4种：

（2A）若该数据分组中，没有一个符号被所有用户正确接收时，则中继要重传该数据分组中的3个符号；

（2B）若该数据分组中，只有1个符号被所有用户都正确接收时，则中继要重传其余的2个符号；

（2C）若该数据分组中，只有2个符号被所有用户都正确接收时，则中继要重传剩余的1个符号；

（2D）若该数据分组的3个符号都被所有用户正确接收时，则中继不需要重传；基站开始准备重新发送下一个数据分组。

所述步骤（3）中，中继根据基站的不同控制信号选择的正交空时编码矩阵包括以下3种：

（3A）对于（2A）的控制信号，中继对需要重传的3个符号x₁,x₂,x₃按照矩阵 $G_3=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ -x_3^{*}& 0& x_1\\ 0& x_3^{*}& -x_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，并在编码后进行重传；其中，x₁,x₂,x₃分别为该数据分组的三个复数符号；x_i ^*为x_i的共轭复数符号，下标i＝1、2或3；

（3B）对于（2B）的控制信号，中继对需要重传的2个符号x₁,x₂按照矩阵 $G_2=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_4\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ -x_4^{*}& 0& x_1\\ 0& x_4^{*}& -x_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，并在编码后进行重传；式中，x₄是x₁，x₂的异或、即 $x_4=x_1\⊕x_2;$

（3C）对于（2C）的控制信号，因只需要重传一个符号，故中继不再对该符号进行空时编码，直接向用户重传该符号。

众所周知，目前已经存在的单小区系统的重传技术有以下几种：基站单播重传，基站多播重传和借助中继进行重传，其中第三种又可以分为两种：各中继使用相同载波频率进行重传和各中继使用不同频率资源进行重传。但是，这几种重传技术都存在一些不足之处：基站单播重传方法虽然可以保证正确率，但是这种方式对时间、频率资源的浪费很大。基站多播重传方法是对多播传输的简单重复：当有用户没有正确接收信号时，由基站给所有用户重新发送信号。由于基站发射功率有限，没有正确接收信号的用户很大可能仍然无法正确接收信号。如果使用相同载波频率同时发送信号，不同中继发送的信号到达某一用户的信号会产生时延差。对接收用户而言，只有当这个时延差在一个循环前缀范围内时，信号才被看作是有用信号，否则被视为干扰。在当今频率资源紧张的形势下，中继如果使用不同频率资源进行重传无疑对频率资源是一种浪费。

为了解决以上问题，本发明把正交空时编码应用在中继重传过程中。其特点是：基站按组给中继和用户发送数据，用户给基站反馈其是否正确接收的确认信息，基站根据用户未正确接收的符号数来控制中继选择适宜的正交空时编码矩阵进行编码重传。根据不同重传方法，中继选择合适的正交空时编码矩阵进行编码重传。正交空时编码技术使得各个中继发送的信号相互正交，即使中继使用相同频率资源传输，也能避免不同中继发送来的信号相互之间产生干扰，相反地，不同中继发送来的信号能够互相增强，提高了系统空间分集增益，从而提高用户接收信号的性能。本发明能够在不增加系统操作复杂度的前提下，提高系统的误比特率和吞吐量，有效利用中继的接力传输提高系统的整体性能；因此，其推广应用前景看好。

附图说明

图1是本发明方法的应用场景示意图：在单个小区中，三个中继的位置固定，均匀分布在2/3半径且角度互相相差120°的地点。

图2是本发明基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法操作步骤流程图。

图3是不同传输方式下系统的信噪比-误比特率曲线比较示意图。

图4是不同传输方式下系统的信噪比-吞吐量曲线比较示意图。

图5是在小区中的用户数目发生变化时，不同传输方法下的系统吞吐量曲线比较示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，先介绍本发明方法的应用场景：该小区设有均匀设置在距离基站三分之二小区半径的距离处、彼此角度相差120°的三个单天线固定中继，即天线数n＝3。在重传阶段，三个中继都参与重传，每个中继天线作为正交空时编码矩阵中的一个空间分集因子，故该正交空时编码为3列矩阵。同时设置该系统的数据传输速率为

其中，m是基站对准备传输的数据进行分组后的每个数据分组所包含的符号数，p是传输每个数据分组所需的时隙数，这样得到的正交空时码矩阵为一个n×p的矩阵G。m和p两个参数的确定对系统整体性能十分关键，因其直接关联着系统的传输效率。文献《SpaceTime Block Codes fromOrthogonal Designs》指出：当天线数大于2时，广义复正交设计的数据传输率不超过3/4。通过理论分析和多次仿真实施试验的比较，本发明实施例最终确定的参数是：采用m＝3和p＝4的正交空时编码矩阵。

由于确定了n、m和p的数值，就可以确定本发明方法的基本操作流程：

小区基站先将准备传输的数据进行分组（每组包含3个复数符号：x₁,x₂，x₃），再把每个数据分组广播给中继和用户；中继和用户各自分别接收基站发来的数据分组并进行解码处理，用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息（ACK或NACK）；基站统计用户的反馈信息，根据用户没有正确接收的该数据分组中的符号数给中继发送相应的控制信号，中继根据该控制信号选择适宜的正交空时编码矩阵进行编码重传。

为了后面论述的方便，下面首先简要说明复正交矩阵设计的基本准则：一个复正交矩阵设计存在的条件是：存在且只存在一个复正交矩阵ι满足下面条件：ιι^H＝ι^Hι(|x₁|²+|x₂|²+...+|x_n|²)×I，式中，ι是一个矩阵，ι^H是ι的共轭转置矩阵，I为单位矩阵，x_k为复数符号，其自然数下标k为序号，k的最大值为n，|x_k|表示x_k的模。

复正交设计的空时编码矩阵满足下面两项条件：矩阵ι的元素是关于x₁，x₂，…x_n及其共轭复数符号的线性组合，以及矩阵ι的各列相互正交。

在传输符号数m＝3和发射天线数n＝3时，要达到最佳传输速率3/4，需要在4个时隙内传输3个符号，即时隙数p＝4。然而，目前参考文献中已经给出的正交空时编码矩阵都没有适宜此情况的简单编码。为此，发明人经过研究推导，得到以下的正交空时编码方案： $G_3=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ -x_3^{*}& 0& x_1\\ 0& x_3^{*}& -x_2\end{array}\right],$ 其中，x₁，x₂，x₃为每个数据分组内包含的三个复数符号；x_i ^*为x_i的共轭(且i＝1、2或3)。容易验证，G₃满足复正交设计准则。也就是：3根天线在4个时隙中传输3个复数符号，不同天线上传输的复信号相互正交。

下面对在中继重传阶段，应用正交空时编码矩阵G₃后的用户性能进行分析：

某个用户接收到来自3个中继的重传信号。假设三个中继的发射天线到用户的信道特性分别为：h₁，h₂，h₃，且这3个信道在4个时隙中保持不变，即其为准静态信道。

则该用户在4个时隙分别接收到的重传信号矢量

为：

和

其中，式(1)中，r_j(j＝l，2，3，4)表示该用户在第j个时隙的接收信号，[*]^T为矩阵[*]的转置矩阵。式(2)中，信道特性矢量：

噪声矢量： $\stackrel{\‾}{n}={[n_1,n_2,n_3,n_4]}^T.$

根据正交空时编码矩阵G₃可以求得信道特性矩阵 $H=\left[\begin{array}{ccc}{h}_1& h_2& h_3\\ h_2^{*}& -h_1^{*}& 0\\ h_3^{*}& 0& -{h_1}^{*}\\ 0& -h_3^{*}& {h_2}^{*}\end{array}\right],$ 式中，h_m ^*表示h_m的共轭（m＝1、2或3）。可以验证，信道特性矩阵H也满足复正交准则；并且满足： $\stackrel{\‾}{r}=H\stackrel{\‾}{x}+\stackrel{\‾}{n}---\left(3\right),$ 式中， $\stackrel{\‾}{x}={[x_1,x_2,x_3]}^T.$

该用户接收到重传信号后，对其进行解码。通过对接收到的重传信号矢量

左乘H的共轭转置H^H,得到下式：其中，

表示接收端解码后得到的信号矢量，噪声矢量

可以发现：通过简单的线性处理，接收端得到数乘因子与重传信号矢量的乘积。

此时，信噪比式中，为重传信号功率；

为接收噪声功率。可以看到，对于某个用户，只要从一个天线中接收到的重传信号的信噪比足够强，就可以成功解码。

未经过正交空时编码方案的接收到的重传信号信噪比

(6)，其中，σ₀ ²为接收噪声方差，K为信道数（本发明中K＝3），由于K个信道共同作用，

的大小受K个信道的相位影响的结构是可能很大或很小。

但是，将两个公式(5)与(6)进行比较，可以发现：采用正交空时编码的系统克服了由相位差引起的破坏信号的影响。

针对本发明方法是把3个复数符号组成一个数据分组进行传输的，重传时就会有以下三种情况，再分析一下不同情况下的系统重传过程的的传输速率：

A、需要重传的符号数为3时，中继要对重传的3个符号x₁,x₂,x₃按照矩阵 $G_3=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ -x_3^{*}& 0& x_1\\ 0& x_3^{*}& -x_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，然后进行重传；由于需要4个时隙来传输3个符号，所以系统重传的传输速率为：3/4；

B、需要重传的符号数为2时，由于通过3天线传输2个符号的正交空时码不存在，所以在系统只需重传2个符号时，仍然采用G₃的同一个编码矩阵。即此时系统使用的正交空时编码矩阵G₂的格式与G₃相近似，只是用x₄替换了x₃。G₂中的x₄是x₁,x₂的异或复数符号，即

用户接收到信号后进行解码，得到x₁,x₂,x₄后，还能借助x₄对x₁,x₂进行校验。此时，系统重传的传输速率为：2/4；

C、需要重传的符号数目为1时，系统无需进行正交空时编码，所以采用中继直接重传方式传输。此时，系统重传的传输速率为：1。

参见图2，具体介绍本发明基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法的下列各个操作步骤（n为需要重传的符号数）：

步骤1，基站多播：基站给中继和用户广播数据分组，该数据分组由三个符号x₁,x₂,x₃所构成；中继和用户分别接收基站发送来的该数据分组并进行解码，然后用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息。

步骤2，基站统计用户是否成功接收并做出相应处理：基站统计用户的反馈信息，并根据用户没有正确接收该数据分组中的符号数量的不同，给中继分别发送相应的控制信号。该步骤中，用户没有正确接收的该数据分组中的不同符号数分别为3、2、1和0时，基站给中继分别发送的控制信号有下述4种：

（2A）若该数据分组中，没有一个符号被所有用户正确接收，则中继要重传该数据分组中的3个符号；

（2B）若该数据分组中，只有1个符号被所有用户都正确接收，则中继要重传其余的2个符号；

（2C）若该数据分组中，只有2个符号被所有用户都正确接收，则中继要重传剩余的1个符号；

（2D）若该数据分组的3个符号都被所有用户正确接收时，则中继不需要重传；基站开始准备重新发送下一个数据分组。

步骤3，中继编码重传：中继根据基站的不同控制信号选择不同正交空时编码方案进行相应的正交空时编码，并在编码后进行重传。该步骤中，中继根据基站的不同控制信号选择的正交空时编码矩阵包括以下3种：

（3A）对于（2A）的控制信号，中继对需要重传的3个符号x₁,x₂,x₃按照矩阵 $G_3=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ -x_3^{*}& 0& x_1\\ 0& x_3^{*}& -x_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，并在编码后进行重传；其中，x₁,x₂,x₃分别为该数据分组的三个复数符号；x_i ^*为x_i的共轭复数符号，下标i＝1、2或3；

（3B）对于（2B）的控制信号，中继对需要重传的2个符号x₁，x₂按照矩阵 $G_2=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_4\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ -x_4^{*}& 0& x_1\\ 0& x_4^{*}& -x_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，并在编码后进行重传；式中，x₄是x₁，x₂的异或，即 $x_4=x_1\⊕x_2;$

（3C）对于（2C）的控制信号，因只需要重传一个符号，故中继不再对该符号进行空时编码，直接向用户重传该符号。

步骤4，用户解码：用户接收中继重传的数据并解码。

本发明已经进行了多次实施试验，下面介绍仿真实施例的相关参数：在瑞丽衰落信道环境下，假设一个小区中有N个用户。系统采用64-QAM调制方式，小区半径为2千米，基站、中继和用户均为单天线。小区在2/3半径处均匀布置3个固定中继。基站发射功率为10W。中继发射功率为10/3W。

为了便于比较，实施例中额外考虑了基站直接进行重传和中继不进行正交空时编码重传的两种方法的实验结果，作为本发明方法各项指标的对比参考。

参见图3所示的不同重传方法下系统的“信噪比-误比特率”曲线。本发明方法的系统误比特率性能明显优于其他重传方法。随着信道条件变好（信噪比增大），本发明方法在误比特率上的优势会逐渐增大。出现图3所示趋势是因为：基站发送给用户的信号有一部分未被用户正确接收，需要进行重传。在没有中继的环境中，由于通信环境没有改变，信号源与目的节点之间的距离也没有改变，所以基站直接进行重传后还是有相当一部分用户无法正确解码。当中继参与重传后，中继到小区边缘用户的距离要比基站与其之间的距离更近，因此能从一定程度上提高小区边缘用户接收信号的信噪比，降低系统误比特率。但是，如果不采用正交空时编码进行重传，不同中继采用同一频率资源发送的信号间存在一定干扰。而本发明方法可以避免不同中继重传信号之间的相互干扰，并且消除不同中继重传信号之间的相位差，从而能够很大程度地降低系统的误比特率。

图4比较了不同重传方法下系统的“信噪比-吞吐量”曲线，可以看出：在相同信道条件下，系统引入中继之后，由中继进行重传的两种方法的系统吞吐量相对基站直接重传方法有很大改善。当信道条件较差（即信噪比<8.5dB）时，本发明方法的系统吞吐量优于其他方法；当信道条件较好（即信噪比≥8.5dB）时，中继不采用正交空时编码进行重传的系统吞吐量稍微优于本发明方法。原因在于：在信道特性由差变好的过程中，系统需要重传的数据量变少，影响系统吞吐量的主要因素就由编码带来的误比特率的提升，转变为编码消耗的时间资源的浪费。

图5给出了当小区中的用户数不同时，三种重传方法下的系统吞吐量的比较。由图5可知，三种方法系统的吞吐量都是随着用户数的增加而增加。可以看到，在用户数N>7时，本发明方法的系统吞吐量性能最优。因为随着用户数的增多，多播的难度加大了，需要重传的用户也会增多，本发明方法对系统性能有很大改善。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，其特征在于：小区基站先将准备传输的数据进行分组，再把每个数据分组广播给中继和用户；中继和用户各自分别接收基站发来的数据分组并进行解码处理，用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息；基站统计用户的反馈信息，根据用户没有正确接收的该数据分组中的符号数给中继发送相应的控制信号，中继根据该控制信号选择适宜的正交空时编码矩阵进行编码重传；因为各中继的发送信号相互正交，从而避免了各重传数据分组之间的干扰，提高了用户接收数据的性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法的应用场景是该小区设有均匀设置在距离基站三分之二小区半径的距离处、彼此角度相差120°的三个单天线固定中继，即天线数n=3；在重传阶段，该三个中继都参与重传，每个中继天线作为正交空时编码矩阵中的一个空间分集因子，故该正交空时编码为3列矩阵；同时设置该系统的数据传输速率为

其中，m是基站对准备传输的数据进行分组后的每个数据分组所包含的符号数，p是传输每个数据分组所需的时隙数；这样得到的正交空时码矩阵为一个n×p的矩阵G。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步骤：

（1）基站多播：基站给中继和用户广播数据分组，该数据分组由三个符号x₁,x₂,x₃所构成；中继和用户分别接收基站发送来的该数据分组并进行解码，然后用户向基站反馈其是否正确接收该数据分组中的每个符号的确认信息；

（2）基站统计用户是否成功接收并做出相应处理：基站统计用户的反馈信息，并根据用户没有正确接收该数据分组中的符号数量的不同，给中继分别发送相应的控制信号；

（3）中继编码重传：中继根据基站的不同控制信号选择不同正交空时编码方案进行相应的正交空时编码，并在编码后进行重传；

（4）用户解码：用户接收中继重传的数据并解码。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，用户没有正确接收的该数据分组中的不同符号数分别为3、2、1和0时，基站给中继分别发送的控制信号有下述4种：

（2A）若该数据分组中，没有一个符号被所有用户正确接收时，则中继要重传该数据分组中的3个符号；

（2B）若该数据分组中，只有1个符号被所有用户都正确接收时，则中继要重传其余的2个符号；

（2C）若该数据分组中，只有2个符号被所有用户都正确接收时，则中继要重传剩余的1个符号；

（2D）若该数据分组的3个符号都被所有用户正确接收时，则中继不需要重传；基站开始准备重新发送下一个数据分组。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，中继根据基站的不同控制信号选择的正交空时编码矩阵包括以下3种：

（3A）对于（2A）的控制信号，中继对需要重传的3个符号x₁,x₂,x₃按照矩阵 $G_3=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ {-x}_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ {-x}_3^{*}& 0& x_1\\ 0& x_3^{*}& {-x}_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，并在编码后进行重传；其中，x₁,x₂,x₃分别为该数据分组的三个复数符号；x_i ^*为x_i的共轭复数符号，下标i＝1、2或3；

（3B）对于（2B）的控制信号，中继对需要重传的2个符号x₁，x₂按照矩阵 $G_2=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ {-x}_2^{*}& x_1^{*}& 0\\ {-x}_4^{*}& 0& x_1\\ 0& x_4^{*}& {-x}_2\end{array}\right]$ 进行正交空时编码，并在编码后进行重传；式中，x₄是x₁，x₂的异或，即 $x_4=x_1\&CirclePlus;x_2;$

（3C）对于（2C）的控制信号，因只需要重传一个符号，故中继不再对该符号进行空时编码，直接向用户重传该符号。

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