從很早以前，多天線技術便已在移動無線系統(tǒng)中得到使用。在早期的基站發(fā)射和車載移動臺接收時期，大蜂窩小區(qū)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中多路徑傳播會產(chǎn)生選擇性衰落，因而影響到信號質(zhì)量，特別是在市區(qū)內(nèi)這樣的問題更加嚴重。以往的辦法是使用基站發(fā)射和車載接收機天線分集來解決這個問題。隨著手機變得越來越小，車載通信裝置經(jīng)過簡化而開始采用藍牙音頻連通性技術，移動設備中的接收分集已經(jīng)逐漸淘汰。不過，這一趨勢很快將發(fā)生變化：最新的無線局域網(wǎng)實施使用了多天線空間流，能夠增加發(fā)射帶寬和速度。隨著實施這一先進技術的低成本硬件的問世，首次發(fā)布的3GPP LTE（第三代合作伙伴計劃長期演進）標準，特別是其TDD（時分雙工）版本已經(jīng)提議并實施了各種多天線技術。
再次說明一下，基礎的無線信道使用的是單路發(fā)射和單路接收天線，稱為SISO（單路輸入單路輸出）。這種簡單的無線信道設定了信號傳輸性能的基準，在此基礎上可以對所有更復雜的傳輸配置進行測量。SIMO（單路輸入多路輸出）提供了比SISO基準更大的接收天線冗余，支持在接收機中使用接收分集技術，例如最大比合并等。這可以改善在設備接收機上觀測到的SINR，并有助于改善信道衰落條件下的性能。 MISO（多路輸入單路輸出）提供發(fā)射天線冗余，像在LTE情況中一樣，支持使用AlamouTI符號編碼或空頻分組編碼（SFBC）等發(fā)射分集技術。與 SIMO一樣，這也可以改善在設備接收機上觀測到的SINR，并可幫助提供保護，防止信道衰落。 無論是SIMO還是MISO都不能提高數(shù)據(jù)吞吐量，但它們可以降低誤碼率，從而減少需要重發(fā)的數(shù)據(jù)量。
MIMO（多路輸入多路輸出）提供額外的發(fā)射和接收天線冗余。如果將相同的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)射天線，這一冗余可用來改善上面所述使用相同發(fā)射和接收分集技術的設備接收機上的SINR，或者可以犧牲部分或全部可能的SINR性能改善，以便獲得更高的頻譜效率?？臻g多路復用發(fā)射技術（使用發(fā)射天線發(fā)送獨立數(shù)據(jù)流）可以為單一用戶提供更高的數(shù)據(jù)吞吐量（SU-MIMO或單用戶MIMO），或增加系統(tǒng)蜂窩小區(qū)容量（MU-MIMO或多用戶MIMO）。
除了這些分集和空間多路復用技術之外，還可以使用多天線配置將發(fā)射或接收集中在特定方向上。這種技術稱為波束賦形，取決于具體應用，可以采用固定波束賦形或可變波束賦形，并能夠改善系統(tǒng)性能。波束賦形技術可在許多不同頻率的應用中使用，包括聲納和地震學、聲學、無線通信、射電天文學和雷達等。
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