從很早以前，多天線技術便已在移動無線系統中得到使用。在早期的基站發射和車載移動臺接收時期，大蜂窩小區網絡拓撲結構中多路徑傳播會產生選擇性衰落，因而影響到信號質量，特別是在市區內這樣的問題更加嚴重。以往的辦法是使用基站發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逐漸淘汰。不過，這一趨勢很快將發生變化：最新的無線局域網實施使用了多天線空間流，能夠增加發射帶寬和速度。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都不能提高數據吞吐量，但它們可以降低誤碼率，從而減少需要重發的數據量。

　　MIMO（多路輸入多路輸出）提供額外的發射和接收天線冗余。如果將相同的數據發送到發射天線，這一冗余可用來改善上面所述使用相同發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多路復用發射技術（使用發射天線發送獨立數據流）可以為單一用戶提供更高的數據吞吐量（SU-MIMO或單用戶MIMO），或增加系統蜂窩小區容量（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。