序

多天线阵列很早就被用于军事领域的雷达和水下声呐系统，以增加接收灵敏度、及时发现对方目标。在民用通信方面，基于天线阵列的波束赋形既可以加强有用信号的接收功率，还能够有效减少用户间的干扰，提升系统频谱效率。多天线技术涉及信号处理理论，是极富应用前景的研究方向，成为近20年来学术界关注的焦点之一，也是国际移动通信标准化组织中的“常青树”。20世纪90年代，贝尔实验室提出多输入多输出（Multiple-Input Multiple Output，MIMO）天线技术，即通过充分利用无线信道的富散射特征，实现空间维度上的复用传输。2010年提出了大规模MIMO（Massive MIMO）的概念，从理论上证明了只要能解决导频污染问题，系统容量就会随着天线数的增多而线性增加。这极大地激发了多天线技术在5G上的推广应用，使得大规模天线成为满足IMT-2020系统容量性能指标的重要技术之一。5G频段扩展到毫米波，传输条件变差，路损问题严重，而大规模天线下的波束赋形技术恰恰可以改善高频段下的小区覆盖。从Rel-8到Rel-16，3GPP国际标准化组织的每一个版本的协议都对MIMO进行了功能增强或者新功能引入，对物理层接口的许多重要方面，如参考信号设计、信道状态信息反馈、移动性管理等都有较大影响，因此参与标准研究和推进的公司众多，会议分配的时间和人数也在各项标准化技术当中名列前茅。

中国在多天线领域的突破始于3G TD-SCDMA，时分双工信道的互易性为MIMO的研发提供了便利，让中国在较短的时间内走完MIMO从理论到实践，从技术标准到产业成熟的道路。得益于国内在MIMO方面的高水平基础性研究，中国厂商和运营商在多天线技术的标准化上做出了很大的贡献。尤其在5G大规模天线方面，国内有众多单位积极参与。

3GPP的Rel-16协议制定已于2020年6月完成，其中的大规模天线技术也在历经了Rel-15的基本功能制定和Rel-16的功能增强之后，从标准活跃期走向标准稳定期。所以本书的出版是十分及时的。本书对多天线技术标准化的诸多方面，例如，信道模型、参考信号、信道状态信息反馈、多点传输/接收、波束管理、功率控制、系统性能等，做了十分详细的阐述，对相关的标准协议进行了深入浅出的解读。本书主要面向的对象是标准研究和产品开发人员，同时也可以作为教学人员和研究人员的参考书。

东南大学移动通信国家重点实验室主任
2020年8月20日