Ngay từ đầu, LTE đã hỗ trợ kỹ thuật đa anten tại cả trạm gốc và đầu cuối như là một phần không thể thiếu trong đặc tả kỹ thuật. Xét về nhiều khía cạnh, sử dụng đa anten là công nghệ then chốt để đạt đựơc các mục tiêu tăng cường mạnh mẽ hiệu năng của LTE. Như đã biết thì việc sử dụng nhiều anten được áp dụng cho nhiều trường hợp với nhiều mục đích khác nhau.
Nhiều anten thu có thể được sử dụng cho việc thu phân tập. Đối với truyền dẫn đường lên, kỹ thuật này đã được sử dụng cho các hệ thống tế bào trong nhiều năm trước. Tuy nhiên, khi mà cấu hình của hai anten thu trở thành cơ sở cho tất cả các đầu cuối của LTE thì hiệu suất đường lên cũng được cải thiện đáng kể. Phương pháp đơn giản nhất của việc sử dụng nhiều anten là kỹ thuật phân tập thu để khử phading, những lợi ích thêm được đó là việc giới
hạn nhiễu nếu các anten được sử dụng không chỉ cung cấp sự phân tập để chống phading mà còn dùng để chống nhiễu.
Ghép kênh không gian (đôi khi còn gọi là MIMO) sử dụng nhiều anten ở cả hai phía thu và phát cũng dược hỗ trợ trong LTE. Ghép kênh không gian cho phép tăng tốc độ số liệu khi các điều kiện kênh truyền có băng thông bị giới hạn bằng cách tạo ra nhiều kênh song song [1].
Nói chung các kỹ thuật đa anten đều mang lại lợi ích trong những hoàn cảnh khác nhau. Chẳng hạn, tại SNR và SIR tương đối thấp (tải cao hoặc tại biên ô), việc ghép kênh không gian chỉ mang lại một số lợi ích nhất định. Trong khi đó tại các trường hợp này, phải dùng nhiều anten tại phía phát để nâng SNR/SIR bằng phương pháp tạo chùm tia. Mặt khác, trong trường hợp khi mà SNR và SIR khá cao, ví dụ như trong các ô nhỏ, việc nâng cao chất lương tín hiệu mang lại lợi ích phụ khi mà tốc độ dữ liệu thu bị giới hạn bởi băng thông chứ không bởi SIR/SNR. Trong các trường hợp như vậy, đáng lẽ ra phải dùng kỹ thuật ghép kênh không gian để khai thác triệt để những trạng thái kênh truyền tin cậy [1].