Để truyền được thông tin thì có nhiều phương pháp truyền dẫn khác nhau và nhiều loại máy thu. Chúng được sử dụng phụ thuộc vào việc biết các tham số kênh MIMO tức thời tại máy phát. Nếu thông tin trạng thái kênh (CSI) không được biết tại máy phát, thì đa hợp không gian (Spatial Multiplexing-SM) hoặc mã hóa không gian thời gian (STC) có thể được sử dụng cho truyền dẫn. Nếu máy phát có CSI, tạo búp được sử dụng để phát một luồng dữ liệu đơn qua liên kết vô tuyến. Theo đó, hiệu quả phổ và tính linh hoạt của hệ thống có thể được cải tiến. Thật khó để quyết định phương pháp truyền dẫn nào là tốt nhất. Có thể kết luận rằng việc lựa chọn mô hình truyền dẫn phụ thuộc vào: tốc độ bit, độ phức tạp của hệ thống và độ tin cậy. STC có độ phức tạp thấp và có thể phân tập cao nhưng tốc độ bit bị hạn chế. SM cung cấp tốc độ bit cao nhưng độ tin cậy thấp. Tạo búp khai thác độ lợi mảng lớn, nhưng nó yêu cầu CSI.
Trong hầu hết các trường hợp, độ phức tạp của xử lý tín hiệu tại máy phát là rất thấp và phần chính của xử lý tín hiệu được thực hiện tại máy thu. Máy thu phải lấy lại các symbol phát từ các symbol thu hỗn tạp. Một số máy thu được sử dụng là:
Máy thu khả năng giống cực đại (ML): ML đạt được hiệu suất hệ thống tốt nhất (đạt được phân tập tối đa và tỷ số lỗi bit (BER) thấp nhất) nhưng yêu cầu thuật toán tách sóng phức tạp nhất. Máy thu ML tính mọi tín hiệu thu không có nhiễu bằng cách truyền mọi tín hiệu phát bởi ma trận truyền đạt kênh MIMO đã biết. Sau đó nó tìm tín hiệu được tính theo ưu điểm tối thiểu hóa khoảng cách Euclide cho tín hiệu thu thực tế.
Các máy thu lý tưởng: máy thu ZF và MMSE thuộc nhóm các máy thu lý tưởng.
Máy thu ZF: vô hiệu hóa hoàn toàn ảnh hưởng của các tín hiệu đến từ các anten phát khác và tách sóng riêng lẻ mọi luồng dữ liệu. Nhược điểm của máy thu này là do loại bỏ ảnh hưởng của các tín hiệu đến từ các anten phát khác, nhiễu cộng có thể tăng mạnh và do đó hiệu suất giảm mạnh. Vì xử lý riêng từng luồng dữ liệu, nên độ phức
tạp của thuật toán này thấp hơn nhiều máy thu ML.
Máy thu MMSE: thoả hiệp giữa sự làm tăng thêm nhiễu và nhiễu tín hiệu, tối thiểu hoá lỗi bình phương trung bình giữa symbol phát và symbol tách sóng. Do đó kết quả của cân bằng MMSE là các luồng dữ liệu phát cộng với nhiễu dư và nhiễu. Sau khi cân bằng MMSE mỗi luồng dữ liệu được tách sóng (lượng tử hoá) riêng rẽ giống với trường hợp máy thu ZF. Trong thực tế rất khó để thu được các giá trị tham số chính xác của nhiễu cần cho tách sóng tín hiệu tối ưu. Do đó máy thu này ít được sử dụng trong thực tế.
Máy thu BLAST xóa và đưa về không: các máy thu này thực hiện thuật toán xoá và đưa về không dựa vào chiến lược hồi tiếp quyết định. Máy thu này hoạt động tương tự như phương pháp xoá và đưa về không được sử dụng cho các bộ tách sóng đa người sử dụng hoặc các bộ cân bằng hồi tiếp quyết định trong các kênh fading SISO lựa chọn tần số. Về nguyên lý, tất cả các tín hiệu thu được cân bằng theo phương pháp ZF (đưa về không) và sau đó tín hiệu có SNR cao nhất (có thể dễ dàng tính được khi có thông tin của kênh MIMO) được tách sóng bằng quyết định lưới. Symbol tách sóng được giả thiết là chính xác và ảnh hưởng của nó đối với vectơ symbol thu được bỏ (xóa). Hiệu suất của máy thu xoá và đưa về không nhỏ hơn hiệu suất của máy thu ML và lớn hơn hiệu suất của máy thu tuyến tính (ZF, MMSE).