Weiterhin gilt es zu beachten, dass die durch LTE mögliche Datenrate von bis zu 150 MBit/s maßgeblich durch die neue Übertragungstechnologie MIMO (Multiple In - Multiple Out) bewirkt wird. Dabei werden zur gleichen Zeit und auf der gleichen Frequenz über je zwei Antennen in Sender und Empfänger zwei verschiedene Datenströme übertragen. Im Vergleich zu den herkömmlichen Systemen verdoppeln sich also die Zahl der Übertragungspfade und - im günstigsten Fall - auch die Datenrate.
Der LTE-Standard sieht sogar bis zu vier Antennen vor, womit eine bis zu vierfach höhere Datenrate möglich wäre. Allerdings ist MIMO eine hoch komplexe Technologie und erfordert eine extrem „gutmütige" Funkübertragungsstrecke ohne viele Reflexionen. Im Idealfall besteht eine Sichtverbindung zur Antenne der Basisstation. Je mehr Störfaktoren sich zwischen Endgerät und Basisstation befinden, desto geringer ist der Datenratengewinn durch MIMO. Im Vergleich zum herkömmlichen System kann sich der Datenratengewinn dann im schlechtesten Fall auf das 1,5- oder gar 1,2-fach reduzieren.