随着无线通信技术的不断发展，高速数据业务以及无处不在接入的需求正呈现出一种爆炸式的增长。根据预测到2020年，业务量将为目前业务量的1000倍，基于此，需要提升宽带无线接入网的能力，适应未来用户业务需求。
针对宽带无线接入的需求，目前欧盟、中国、日本、美国等均启动了第五代移动通信系统的需求与关键技术研究。从2G/3G到4G，每一代系统的更新，都伴随着新技术的更新，都是为了解决当时最主要的需求。5G(后4G)时代，小区越来越密集，对容量、耗能和业务的需求越来越高。提升网络吞吐量的主要手段包括，提升点到点链路的传输速率、扩展频谱资源、高密度部署的异构网络；对于高速发展的数据流量和用户对带
在5G通信技术中，大规模多天线技术（Massive MIMO）是核心关键技术之一，其目的是为了应对无线通信领域日益增长的高速数据业务需求和无处不在的接入需求。随着用户数量的增加和业务量的爆炸式增长，4G网络的多天线技术已经难以满足需求。因此，5G系统通过引入大规模天线阵列，极大地提升了网络吞吐量，同时也降低了能耗和提高了频谱效率。
大规模MIMO系统主要通过在基站端设置数百甚至更多的天线，实现同时服务多个用户，从而极大地增加了网络容量。这种技术的应用场景广泛，包括城区覆盖、无线回传、郊区覆盖以及局部热点，能够有效解决不同环境下的数据传输需求。在城区覆盖中，它既适用于宏覆盖，也适用于高层建筑的微覆盖；无线回传则优化了基站间的通信；郊区覆盖解决了偏远地区的无线连接；局部热点则用于高用户密度的特殊场合。
在研究方向上，Massive MIMO的技术挑战主要集中在天线架构设计、预编码、信号检测、信道估计以及控制信道性能改进等方面。基站天线的设计要考虑天线的形态，如全向、面阵或异形天线，并且要适应高频段（大于5GHz）的使用。随着天线数量的增加，信道建模方式也需要更新，以准确反映近场效应。此外，预编码技术是MU-MIMO的关键，现有的MRT、ZF和DPC等预编码算法各有优劣，寻求性能与复杂度平衡的新预编码策略是研究重点。
Massive MIMO的一个显著特点是，当天线数量趋向于无穷大时，信道间趋于正交，这意味着系统性能与小尺度衰落无关，主要依赖于大尺度衰落特性。在实现策略上，TDD和FDD模式都有其优势，TDD尤其适合大规模MIMO，因为它可以通过上下行链路的时分对称性减少信道估计的开销。
5G中的大规模多天线技术是一项旨在大幅提升通信系统容量和效率的关键技术。它涉及到硬件设计、信号处理算法、信道建模等多个方面，是通信工程领域的前沿研究方向。随着技术的不断成熟和优化，Massive MIMO将成为5G网络实现高速、低延迟、高可靠通信的关键支柱。
