송신기와 수신기에서 다수의 안테나를 사용하여 무선통신 성능을 향상시키는 기술.
통신 시스템에서 송신기나 수신기에 여러 개의 안테나를 사용하여 전송 품질을 향상시키는 기술을 다중 안테나 기술이라고 한다. 전송 품질을 향상시킨다는 것은 사용자당 최고 전송 속도나 셀의 전체 용량을 증가시키거나 셀의 커버리지를 확장하는 것을 의미한다.

송신기와 수신기에서 다중 안테나를 사용하는 기술을 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output)이라고 한다. 송신기와 수신기 사이의 무선 채널을 시스템으로 생각할 때 시스템의 입력은 송신 안테나에서 전송된 신호이고, 출력은 채널을 통해 수신 안테나로 수신된 신호로 해석할 수 있다.

일반적으로 MIMO는 넓은 의미와 좁은 의미 두 가지로 구분하여 해석할 수 있다. 넓은 의미에서는 송수신 안테나를 여러 개 사용하여 시스템의 성능을 향상시키는 모든 다중 안테나 기술을 말한다. 다중 안테나를 사용하는 대표적인 무선통신 기술은 다이버시티(diversity), 빔 형성(beamforming), 공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing) 등이다. 다이버시티는 신호를 여러 안테나로 송신하거나 수신하는 방식으로 무선통신 신호 품질을 개선한다. 빔 형성은 여러 안테나를 사용하여 특정 방향으로 안테나 빔을 형성하여 신호를 집중시키거나, 원하지 않는 방향의 신호를 약하게 만들어 신호 품질을 개선하는 기술이다.

좁은 의미에서 MIMO는 송수신 안테나를 여러 개 사용하여 송수신기 간 공간을 여러 개로 분리하고 이를 다중화(multiplexing)함으로써 최대 전송 속도를 증가시키는 공간 다중화(spatial multiplexing) 기술을 말한다. 일반적으로 MIMO라고 하면 대부분은 공간 다중화 기술을 의미하고 ‘N X M MIMO‘라고 표현한다. ‘N X M MIMO‘는 송신 안테나를 N개, 수신 안테나를 M개 사용한다는 의미로 ‘N X M MIMO’의 이론적인 최대 전송 속도인 채널 용량(channel capacity)은 다중 안테나를 사용하지 않는 경우에 비해 N과 M의 최솟값만큼의 배로 증가한다. 즉, ‘2 X 4 MIMO’를 사용하는 경우 채널 용량은 2배 증가한다.

다중 안테나 전송 시나리오는 송신과 수신 안테나의 구성에 따라서 SISO(Single Input Single Output), SIMO(Single Input Multiple Output), MISO(Multiple Input Single Output), MIMO(Multiple Input Multiple Output)로 구분할 수 있다.