通俗地讲，多天线系统就是收发双方都采用多根天线进行收发。通过适当的发射信号形式和接收机设计，多天线技术可以在不显著增加无线通信系统成本的同时，提高系统容量。从技术上讲，采用多天线技术后，可获得下列增益：

　　功率增益（Power Gain）。采用多天线发射时，由于有n个发射通道，发射的总功率相当于单天线发射的n倍，因此可以获得10log（n）dB的功率增益。虽然在单天线发射时也可以增加发射功率，但对功放的要求将提高，实现难度增大，从而成本也会相应增加。

　　阵列增益（Array Gain）。阵列增益是指在发射总功率相同的前提下，对接收端平均信噪比的改善量。通过对信号的相干合并，各种多天线系统都可以获得阵列增益。也就是说，采用多天线技术后，可提高接收信噪比。

　　空间分集增益（Space Diversity Gain）。由于无线信道的衰落特性，单天线系统的信号可能存在深衰落。采用多天线技术后，通常各天线间隔足够远，可保证不同天线的信号衰落相对独立。因此，合并后的接收信号的信噪比波动将变得平稳，从而改善了接收信号质量，这就是空间分集增益。

　　干扰抑制增益（Cochannel Interference Reduction Gain）。在蜂窝移动通信系统中，由于存在频率复用，因此小区间干扰不可忽视。与白噪声不同，干扰信号为有色噪声，可在接收端通过适当的多天线空域加权，合并期望信号的同时，抑制干扰信号，从而获得对接收端平均信干噪比的改善，这就是干扰抑制增益。

　　空间复用增益（Spatial Multiplexing Gain）。空间复用增益是指在相同发射功率和相同带宽的前提下，对数据吞吐量/传输速率的改善。空间复用增益可通过在相同的时频资源上传送多个并行的数据流获得，而这些复用的数据流通过不同的天线来区分。

　　WiMAX 802.16e中的多天线技术

　　WiMAX 802.16e系统采用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分复用多路接入）技术，除了能够对抗多径衰落外，OFDM体制的另一大优点是可以和MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术方便地融合。WiMAX 16e系统支持如下多种多天线技术：

　　下行开环MIMO

　　WiMAX 16e协议定义了三种采用空时编码的开环MIMO发射矩阵，分别为Matrix A、Matrix B和Matrix C。Matrix A采用发射分集结构，可获得分集增益；Matrix B采用空间复用结构，可获得复用增益；Matrix C采用分集与复用的混合结构，可以同时获得复用增益和分集增益。

　　对下行公共信道，协议规定不能采用空时编码，此时可采用CDD（Cyclic Delay Diversity，循环时延分集）获得分集增益。CDD技术通过在不同的天线上发射同一数据流的不同延迟副本，以获得多径分集效果，从而提升公共信道的覆盖。另外，对数据信道还可以采用CDD与Matrix A或Matrix B的结合，进一步提高分集性能或分集加复用性能。