Phát đa ăng ten, nhiều đầu vào nhiều đầu ra (MIMO) với hai ăng ten phát và hai ăng ten thu có thể dùng một khối truyền tải hoặc hai khối truyền tải được mã hóa độc lập tới người dùng trên các luồng ảo trên các PRB được cấp phát. Các khối truyền tải được mã hóa cũng được gọi là các từ mã. Việc phát hai khối truyền tải được mã hóa độc lập yêu cầu Hạng của kênh vô tuyến MIMO ít nhất là 2. Trong trường hợp sau, hồi tiếp CQI từ người dùng sẽ bao gồm thông tin mà cho phép đơn vị thích ứng đường truyền eNodeB lựa chọn một cách có khả năng các kỹ thuật mã hóa và điều chế khác nhau cho hai khối truyền tải độc lập. Các xác nhận khác nhau được phát cho mỗi từ mã
eNodeB có thể chuyển mạch động giữa việc phát một và hai từ mã phụ thuộc vào CQI và hồi tiếp chỉ số Hạng từ người dùng được lập biểu. Theo một quy tắc kinh nghiệm đơn giản, SINR trung bình phải vượt quá khoảng 12dB trước khi việc phát hai khối truyền tải độc lập trở nên hấp dẫn trên một đường truyền MIMO 2×2 hạng 2. Từ quan điểm lập biểu gói, tính năng MIMO đơn người dùng phần nào bị ẩn đi như một phần của đơn vị thích ứng đường truyền mặc dù TBS được hỗ trợ cho hai luồng được biết bởi bộ lập biểu gói. Các giải thuật lập biểu gói khác nhau dựa trên QoS có khả năng áp dụng như nhau không phụ thuộc vào việc liệu MIMO cải tiến có được dùng hay không.
LTE cũng hỗ trợ phát MIMO đa người dùng, trong đó hai người dùng được lập biểu trên cùng (các) PRB, gửi một khối truyền tải được mã hóa độc lập tới mỗi người dùng bằng cách áp dụng một tập thích hợp các trọng số phát ăng ten. Hai trọng số phát ăng ten phải làm thành vector trực giao trong khi vẫn phải được thích ứng để đạt được SINR thu tốt cho cả hai người dùng. Để làm cho MIMO đa người dùng hấp dẫn hơn, tức là tăng tối đa thông lượng tổng được phục vụ tới hai người dùng, việc lựa chọn các trọng số phát ăng ten phải chính xác trong cả miền thời gian và tần số - đòi hỏi các hoạt động lập biểu gói được phối hợp trong đó những người dùng được ghép cặp để phát trên cùng (các) PRB được lựa chọn động phụ thuộc vào các đặc tính kênh vô tuyến ngắn hạn chung của họ. Do đó, việc sử dụng các kỹ thuật MIMO đa người dùng cũng làm tăng tính phức tạp cho bộ lập biểu gói và yêu cầu nhiều báo hiệu điều khiển hơn (PDCCH).