4G teknolojisi MIMO “Multiple In Multiple Out” adı verilen ve modem cihazının aynı anda iki farklı anten kullanarak çok yüksek hızlarda erişim elde etmesine olanak sağlar.

Normal 3G ve sonraki nesil G işaretleri dikey olarak kutuplanmış işaret yayınları olup, radyo dalgaları aşağı ve yukarı olarak yayılırlar. LTE MIMO radyo dalgaları eğik düzlem boyunca kutuplandırılmış olup, her radyo dalgası yatay doğrultuya nazaran 45 derece döndürülerek yansıtılmış olup, birinci dalga 45 derece ise diğeri 135 derecelik bir yayılım yapar.

Bu küçük değişiklik kutuplandırma çeşitliliği olarak adlandırılır ve modem cihazının baz istasyonunun aynı frekans üzerinden yayınladığı veri dizinlerini birbirinden bağımsız iki veri dizini olarak ayrıştırmasına olanak sağlar.
Modem içinde veri dizinlerini alma ve gönderme işlemleri için iki farklı anten bulunduğundan, mutlaka iki harici antene gereksinim vardır. İki anten fiziksel olarak birbirinden bağımsız olmalı, tek anten “Y” kablo gibi çözümler kullanılmamalıdır.

MIMO özelliği işaret seviyesine bağlı olarak modem tarafından devreye alınıp, çıkarılmaktadır. MIMO özelliğinin kullanılıp kullanılmamasına modemin baz istasyonu ile haberleşmesi sonucunda, CQI olarak tanımlanan ve işaretin alma, gönderme kalitesinin değerine bağlı olarak karar verilmektedir. İşaret gücü veya kalitesi belli bir eşik değerinden aşağı düştüğünde modemin iki veri dizinini ayrıştırması zordur. Bu durumda MIMO özelliği devre dışı bırakılarak, modem tek bir anten üzerinden çalışmaya devam eder.