LTE與LTE-A大幅采用多重輸入多重輸出（MIMO）技術(shù)，為相關(guān)裝置和設(shè)備開發(fā)商帶來艱鉅的天線設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)；特別是要在有限配置空間內(nèi)，達(dá)到每支天線所收到的訊號(hào)之間具有極低的相關(guān)性極為不易，十分考驗(yàn)工程師的實(shí)作經(jīng)驗(yàn)與研發(fā)能力。
　　由于智慧型手機(jī)及平板電腦日益普及，一般消費(fèi)者除了要求此類手持裝置須具備極佳的無線網(wǎng)路連線品質(zhì)之外，對(duì)于資料傳輸速率的要求更是日益嚴(yán)苛。從 HSDPA（High-Speed Downlink Packet Access）到長(zhǎng)程演進(jìn)計(jì)畫（LTE），最高下載速度由14.4Mbit/s提升至300Mbit/s，而未來的先進(jìn)長(zhǎng)程演進(jìn)計(jì)畫（LTE-A）更是以 1Gbit/s為目標(biāo)來制定相關(guān)的通訊規(guī)格、技術(shù)及硬體需求。
　　另一方面，多輸入多輸出（MIMO）這項(xiàng)技術(shù)可以在毋須增加現(xiàn)有的頻寬及總發(fā)射功率的情況下，有效地提升發(fā)送及接收機(jī)之間的傳送距離及資料吞吐量。多輸入多 輸出顧名思義就是在收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)中各自裝有多支天線，以增加傳送端及接收端所看到無線通道或是傳輸路徑個(gè)數(shù)，圖1即為一個(gè)3×3的多輸入多輸出系統(tǒng)，在傳 送及接收端各自有三根天線，故總共會(huì)有九個(gè)不同的傳輸路徑，而系統(tǒng)則會(huì)從中選擇或合成出較佳的訊號(hào)以對(duì)抗通道衰落（Fading）的影響。因此，在目前支 援高速傳輸?shù)男袆?dòng)通訊規(guī)格中，不論是LTE及未來的LTE-A或是IEEE 802.11ac標(biāo)準(zhǔn)，均制定相關(guān)的規(guī)格，也就是要求傳送端及接收端應(yīng)配置有兩支以上的天線，但這對(duì)于相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)也帶來若干的挑戰(zhàn)。
　　
　　圖1　3×3多輸入多輸出天線系統(tǒng)示意圖
　　LTE/LTE-A邁入MIMO時(shí)代　天線陣列設(shè)計(jì)備受挑戰(zhàn)
　　在多輸入多輸出系統(tǒng)的天線設(shè)計(jì)上，除了每一個(gè)天線單體都要有足夠的輻射效率、工作頻寬以及避免訊號(hào)死角外，最大的挑戰(zhàn)在于確保每個(gè)天線單體所收到的訊號(hào)之間 具有極低的訊號(hào)相關(guān)性，這也意謂著每個(gè)天線所收到的電磁訊號(hào)是來自不同的傳輸路徑，而由通道容量（Channel Capacity）理論已知：在此前提之下，多輸入多輸出系統(tǒng)將可達(dá)到最大的通道容量及資料傳輸速率。
　　有三種物理上的觀點(diǎn)值得參考，意在藉由天線單體的設(shè)計(jì)及配置來降低一組天線對(duì)之間的訊號(hào)相關(guān)性。
　　空間分集（Spatial Diversity）
　　最簡(jiǎn)易的做法便是將天線之間的距離增加至半個(gè)波長(zhǎng)以上，或?qū)⑻炀€分散放置在空間中相隔甚遠(yuǎn)的地方（圖2），如此一來，每一支天線所收到的電磁訊號(hào)就有極大的 機(jī)會(huì)是來自不同的傳輸路徑，這是最直接可以降低訊號(hào)相關(guān)性的做法，且不須要對(duì)原本的天線單體進(jìn)行調(diào)整，可以節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)間，也因此被大量應(yīng)用在筆記型 電腦、桌上型電腦及一體機(jī)的開發(fā)當(dāng)中；然而，對(duì)于手持裝置而言，這種做法并不實(shí)際。以LTE的700MHz頻段為例，天線必須相距20公分以上，才會(huì)出現(xiàn) 明顯的空間分集效果。