毫無疑問的是，當前和未來的移動無線標準及方法正在利用多種技術提高用戶設備（UE）的吞吐量及高速數據服務的可獲得性。對于未來的高速無線數據服務而言，其需要克服的若干主要難題在于有限的可用頻譜、干擾以及天文數字的待服務設備數。此外，其他的相關難題還包括節(jié)能性、網絡基礎設施及用戶設備功能。在各種促進移動無線通信的最為重要的技術當中，多輸入多輸出（MIMO）天線及射頻前端技術即是其一，目前用于4G高級LTE，針對5G的應用也已在進行。

        MIMO的作用在于，通過天線陣列和智能處理功能并利用優(yōu)秀傳播信道創(chuàng)造出額外容量，這一方式稱為空間復用。因此，采用MIMO的基站和用戶設備可在若干空間復用信道上運行，從而實現可用吞吐量的擴大。手持式用戶設備通常采用2×2 MIMO系統，其中，基站和用戶設備均具有含兩個發(fā)射天線和兩個接收天線的天線陣列，從而有效地實現雙倍容量。某些現有WiFi路由器和其他無線系統還采用4×4、8×8、甚至16×16的MIMO系統，而且針對特定應用，還存在不對稱收發(fā)天線組合。

        鑒于人們預測未來會有數十、數百乃至數千種設備需要高吞吐量數據服務，收發(fā)天線數倍于現有MIMO系統的基站設計概念逐漸演變?yōu)榇笠?guī)模MIMO或大規(guī)模多用戶MIMO（MU－MIMO）。

        大規(guī)模MIMO的目標在于實現具有大量收發(fā)流以及其他網絡容量提升技術和方法的基站，以提高峰值下行鏈路吞吐量，大幅改善上行鏈路性能以及增強覆蓋能力（尤其在人口密集的城市環(huán)境中）。除了能顯著提升網絡容量之外，大規(guī)模MIMO還具有提高頻譜效率（尤其針對6GHz以下應用）、降低能耗、延長用戶設備電池壽命、實現復雜度低于以往移動無線技術的可擴展性等其他優(yōu)點。此外，大規(guī)模MIMO還可能作為一種為物聯網（IoT）及工業(yè)4．0趨勢當中的巨量機器類設備部分高效提供連接服務的解決方案。最后，由于大規(guī)模MIMO可用于建立能為飛機、基礎設施、車輛等關鍵系統確保無中斷通信的多條物理鏈路，因此其還可能作為一種超高可靠性通信方案。

        雖然大規(guī)模MIMO能在低移動性和無移動性應用中顯著改善頻譜效率，但是其在高移動性應用中卻不太有效。頻譜效率隨移動性的提升而下降的原因在于，高移動性用戶設備的信道相干性及導頻可用性較低，因此降低了其內的大規(guī)模MIMO系統的復用增益。大規(guī)模MIMO的其他問題可能在于低成本射頻硬件的可獲得性及可為大規(guī)模MIMO基站供電的網絡基礎設施的安裝。

        此外，大規(guī)模MIMO常與具有數十個或數百個收發(fā)信道的大型MIMO鏈路及全尺寸MIMO概念相混淆，這些技術雖然也源于MIMO，但是其并不同時服務大量用戶。