MIMO là một kỹ thuật đổi mới quan trọng của LTE, được sử dụng để cải thiện hiệu suất của hệ thống. Kỹ thuật cho phép LTE cải thiện hơn về dụng lượng và hiệu quả sử dụng phổ. Mặc dù sử dụng MIMO làm cho hệ thống phức tạp hơn về quá trình sử lý tin hiệu và yêu cầu số lượng anten. MIMO là một kỹ thuật không thể thiếu của LTE.
Chuẩn LTE chỉ định hai và bốn cuộc truyền riêng biệt trên cùng một băng tần, tức là địi hỏi phải có hai hoặc bốn anten tương ứng ở cả máy phát lẫn máy thu.Những cuộc truyền như vậy gọi là 2x2 MIMO và 4x4 MIMO.
Hình 2.15 Các chế độ truy nhập kênh vơ tuyến 2.4.1 Đơn đầu vào và đơn đầu ra (SISO)
Chế độ truy nhập kênh vô tuyến đơn giản nhất là đơn đầu vào và đơn đầu ra (SISO), trong đó chỉ có một anten phát và một anten thu được sử dụng. Đây là hình thức truyền thơng mặc định kể thừ khi truyền vơ tuyến bắt đầu và nó là cơ sở để dựa vào đó tất cả các kỹ thuật đa anten được so sánh.
2.4.2 Đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO)
Một chế độ thứ hai thể hiện trong hình 2.15 là đơn đầu vào và đa đầu ra (SIMO), trong đó sử dụng một máy phát và hai hoặc nhiều máy thu. SIMO thường được gọi là phân tập thu. Chế độ truy nhập kênh vô tuyến này đặc biệt thích hợp cho các điều kiện tín hiệu nhiễu (SNR) thấp. Trong đó có một độ lợi lý thuyết có thể đạt được là 3dB khi hai máy thu được sử dụng, khơng có thay đổi về tốc độ dữ liệu khi chỉ có một dịng dữ liệu được truyền, nhưng vùng phủ sóng ở biên độ được cải thiện do sự giảm của SNR sử dụng được.
2.4.3 Đa đầu vào và đơn đầu ra (MISO)
Chế độ đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) sử dụng số máy phát là hai hoặc nhiều hơn và một máy thu (hình 2.15 cho thấy chí có 2 máy phát và một máy thu cho đơn giản). MISO thường được gọi là phân tập phát. Cùng một dữ liệu được gửi trên cả hai anten phát nhưng với chế độ mã hóa như vậy mà máy thu chỉ có thể nhận biết từng máy
phát. MISO không làm tăng tốc độ dữ liệu, nhưng nó hổ trợ các tốc độ dữ liệu tương tự nhau bằng cách sử dụng ít năng lượng hơn. Phân tập phát có thể được tăng cường với phản hồi vịng đóng từ máy thu để chỉ ra sự truyền cân bằng tối ưu của pha và công suất được sử dụng cho mỗi anten phát.
2.4.4 Đa đầu vào và đa đầu ra (MIMO)
Phương thức truyền cuối cùng được thể hiện trong hình 2.15 là truyền đầy đủ MIMO, nó yêu cầu hai hoặc nhiều mấy phát và hai hoặc nhiều máy thu.
MIMO làm tăng công suất phổ bằng cách phát nhiều luồng dữ liệu cung một lúc trong cùng một tần số và thời gian, tận dụng đầy đủ các lợi thế của các đường dẫn khác nhau trong kênh vô tuyến. Đối với một hệ thống được mô tả như MIMO, nó phải có ít nhất là nhiều máy thu và nhiều luồng phát, số lượng các luồng phát không được nhầm lẫn với số lượng các anten phát. Nó ln có thể có số máy phát nhiều hơn số luồng dữ liệu.