多進多出(multiple input multiple output，MIMO)是為極大地提高信道容量，在發(fā)送端和接收端都使用多根天線，在收發(fā)之間構成多個信道的天線系統(tǒng)。多進多出是一種相當復雜的天線分集技術。多徑效應會影響信號質量，因此傳統(tǒng)的天線系統(tǒng)都在如何消除多徑效應上動腦筋。而MIMO系統(tǒng)正好相反，它利用多徑效應來改善通信質量。在MIMO系統(tǒng)中，收發(fā)雙方使用多副可以同時工作的天線進行通信。MIMO系統(tǒng)通常采用復雜的信號處理技術來顯著增強可靠性、傳輸范圍和吞吐量。發(fā)射機采用這些技術同時發(fā)送多路射頻信號，接收機再從這些信號中將數(shù)據恢復出來。

要提高系統(tǒng)的吞吐量，一個很好的方法就是提高信道的容量。MIMO可以成倍地提高衰落信道的信道容量。根據這個工具，對于采用多天線陣發(fā)送和接收技術的系統(tǒng)，在理想情況下信道容量將隨著m線型增加，從而提供了目前其他技術無法達到的容量潛力。其次，由于多天線陣發(fā)送和接收技術本質上是空間分集與時間分集技術的結合，有很好的的抗干擾能力;進一步將多天線發(fā)送和接收技術與信道編碼技術結合，可以極大地提高系統(tǒng)的性能，這樣導致了空時編碼技術的產生。空時編碼技術真正實現(xiàn)了空分多址，是將來無線通信中必然選擇的技術之一。 [2] MIMO天線陣列，是一種開環(huán)的MIMO技術，m個發(fā)送天線，使用編碼重用技術將同樣碼集的每個碼重復使用m次，每個碼用來調制不同的數(shù)據子流，這樣在不增加碼資源的基礎上提高了原始數(shù)據的傳輸速率。為了分辨m個數(shù)據子流，在接收端也要使用多天線和空間信號處理。 [2] MIMO技術主要有兩種表現(xiàn)形式，即空間復用和空時編碼。這兩種形式在WiMAX技術中都得到了應用。WiMAX技術還給出了同時使用空間復用和空時編碼的形式。目前MIMO技術正在被開發(fā)應用到各種高速無線通信系統(tǒng)中。 [2] 為充分利用MIMO的容量，人們提出了不同的空時處理方案。貝爾實驗室提出了一種分層空時結構，它將信源數(shù)據分成幾個子數(shù)據流，獨立地進行編碼調制，因而它不是基于發(fā)射分集的。AT&T在發(fā)射延遲分集的基礎上正式提出了基于發(fā)射分集的空時編碼。同時，一種簡單的發(fā)送分集方案也被提出，并將它進一步推廣提出了空時分組編碼，由于它具有很低的譯碼復雜度，已經被正式列入WCDMA標準中?？諘r編碼是一種把編碼、調制和空間分集結合起來的新興技術，也成為后3G技術中重要的一部分。

智能終端迅速普及將移動數(shù)據業(yè)務需求推到一個更高的水平上，從而導致了頻譜資源的嚴重短缺。大規(guī)模技術主要挑戰(zhàn)包括導頻污染、波束賦型、預編碼和高性能信號檢測等。技術優(yōu)勢大規(guī)模MIMO技術采用大量天線來服務數(shù)量相對較少的用戶，可以有效提高頻譜效率。國內外研究機構圍繞吞吐量、傳輸功率效率、預編碼和接收端設計等方面對大規(guī)模技術進行了深入研究。另一方面，能耗效率是又一關鍵性能指標。大規(guī)模MIMO不僅能夠有效提高系統(tǒng)信道容量，同時還能顯著改善無線系統(tǒng)的能耗效率。 大規(guī)模MIMO與傳統(tǒng)MIMO性能對比大規(guī)模MIMO與傳統(tǒng)MIMO相比具有諸多特點。導頻污染成為大規(guī)模MIMO技術的關鍵性限制因素，這是因為隨著基站天線數(shù)量的增加，相鄰小區(qū)的用戶在上行道估計中使用同一組(或非正交的)訓練序列，從而導致基站端信道估計結果并非本地用戶和基站間的信道，而是被其他小區(qū)用戶發(fā)送的訓練序列所污染的估計。此外，信道測量、建模與估計、波束賦型/預編碼與檢測設計、硬件復雜度等問題也將限制大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的實現(xiàn)