MIMO又稱為多入多出系統，指在發射端和接收端同時使用多個天線的通信系統，在不增加帶寬的情況下可以成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率。
MIMO技術最早於1908年由Marconi(馬可尼)，它在發射端和終端采用多條天線的結構，采用這種結構可以大幅的抑制通信過程中信道的衰落，從而提高系統信道的容量、提高信號的覆蓋範圍、提高信道的傳輸速率。2O世紀70年代，有人提出將該系統用於通信網絡中，但是真正對無線通信系統產生巨大推動的是9O年代的BELL實驗室的工作者。MIMO技術是無線通信領域的壹個巨大突破，2011年，多家公司開發了基於MIMO技術的WIFI或WIMAX商用系統。2012年，所有的4G通信系統的標準(例如TD．LTE，LET．A，WIMAX等)都選用MIMO技術作為其關鍵技術之壹。
MIMO的信號模型
MIMO天線在發射端和接收端均采用多天線，傳輸信息流經過“空時編碼”形成Xn個信息子流，Xn個子流同時發送到信道，各發射信號占用同壹頻帶，因而並未增加系統帶寬。若各發射接收天線問的信道響應獨立，則多入多出系統可以創造多個並行空間信道，通過這些並行空間信道獨立的傳輸信息，數據率必然會得到提高OMIMO的信號模型如圖1所示。
MIMO的技術分類
1.空分復用(spatial multiplexing)
空分復用技術是在發射端發射相互獨立的信號，接收端采用幹擾抑制的方法進行解碼，此時的理論空口信道容量隨著收發端天線對數量的增加而線性增大，從而能夠顯著提高系統的傳輸速率。空分復用的基本框圖如圖2所示。
2.空間分集(spatial diversity)
利用發射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸途徑發送相同的資料，以增強資料的傳輸品質。可以分為接收分集和發射分集。
3.波束成型(beam forming)
借由多根天線產生壹個具有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸的方向，增加信號品質，並減少與其他用戶間的幹擾。
4.預編碼(precoding)
預編碼主要是通過改造信道的特性來實現性能的提升，是支持多層發送的廣義波束成型技術。預編碼對多個數據流采用各自不同且聯合計算的預處理矢量，以使總鏈路吞吐量達到最大。
以上MIMO相關技術並非相斥，而是可以相互配合應用的，如壹個MIMO系統即可以包含空分復用和分集的技術。
MIMO的應用研究
MIMO技術已經成為無線通信領域的關鍵技術之壹，通過近幾年的持續發展，MIMO技術將越來越多地應用於各種無線通信系統在無線寬帶移動通信系統方面，第3代移動通信合作計劃(3GPP)已經在標準中加入了MIMO技術相關的內容，B3G和4G的系統中也將應用MIMO技術。在無線寬帶接入系統中，正在制訂中的802．16e、802．11n和802．20等標準也采用了MIMO技術。在其他無線通信系統研究中，如超寬帶(UWB)系統、感知無線電系統(CR)，都在考慮應用MIMO技術。
隨著使用天線數目的增加，MIMO技術實現的復雜度大幅度增高，從而限制了天線的使用數目，不能充分發揮MIMO技術的優勢。目前，如何在保證壹定的系統性能的基礎上降低MIMO技術的算法復雜度和實現復雜度，成為業界面對的巨大挑戰。