Beim räumlichen Multiplexing werden mehrere unabhängige Streams über mehrere Antennen übertragen. Verfügt der Empfänger zusätzlich über mehrere Antennen, können die Streams mittels räumlichem Multiplexing getrennt werden.
Anstatt die Diversität zu erhöhen, werden in diesem Fall mehrere Antennen verwendet, um die Datenrate oder Kapazität des Systems zu erhöhen. In einer reichhaltigen Mehrwegeumgebung kann die Kapazität des Systems theoretisch linear mit der Anzahl der Antennen erhöht werden, wenn räumliches Multiplexing durchgeführt wird.
Sogar zwei angemessen beabstandete Antennen scheinen ausreichend zu sein, um die meisten starken Fadings zu beseitigen, was ein vielversprechendes Bild für die potenziellen Vorteile der räumlichen Diversität zeichnet. Ein Hauptvorteil der räumlichen Diversität im Vergleich zur Zeit- und Frequenzdiversität besteht darin, dass keine zusätzliche Bandbreite oder Leistung erforderlich ist, um die Vorteile der räumlichen Diversität zu nutzen. Die Kosten für jede zusätzliche Antenne, ihre HF-Kette und die damit verbundene Signalverarbeitung, die zur Modulation erforderlich ist
oder die Demodulation mehrerer räumlicher Ströme ist möglicherweise nicht vernachlässigbar, aber dieser Kompromiss ist für eine kleine Anzahl von Antennen oft sehr attraktiv.
Im Gegensatz zu Sendediversität und Strahlformung funktioniert räumliches Multiplexing jedoch hauptsächlich unter guten SINR-Bedingungen.
Ein 2×2-MIMO-System verdoppelt die Spitzendurchsatzkapazität von LTE, aber aufgrund der Schwankung des SINR ist dies wahrscheinlich nicht für alle Benutzer in der Zelle möglich. Die Kapazität oder maximale Datenrate wächst, wenn das SINR groß ist.
Wenn das SNR hoch ist, ist räumliches Multiplexen optimal. Wenn andererseits das SINR niedrig ist, besteht die Strategie zur Kapazitätsmaximierung darin, einen einzelnen Datenstrom unter Verwendung der Diversity-Vorcodierung zu senden. Obwohl der Kapazitätsgewinn viel geringer ist als bei hohem SINR, wächst die Kapazität immer noch annähernd linear mit, da die Kapazität im Bereich mit niedrigem SINR linear mit dem SINR verläuft.
Wenn die Mobilstation nur über eine Antenne verfügt, kann LTE dennoch räumliches Multiplexing unterstützen, indem es im Uplink über mehrere Benutzer hinweg kodiert. Dies wird als Multi-User-MIMO (MU-MIMO) bezeichnet.
Die für das räumliche Multiplexing mit zwei Antennen verwendete Matrix ist unten dargestellt.
