MIMO (Multiple Input Multiple Output) ist ein systemtheoretischer Begriff, der Systeme mit mehreren Eingangs- und Ausgangsgrößen beschreibt. Die deutsche Bezeichnung Mehrgrößensystem wird seltener verwendet.
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Die Begriffe SISO, SIMO, MISO und MIMO werden in der Regelungstechnik und in der Nachrichtentechnik verwendet. In der Regelungstechnik wird dabei die Anzahl der Eingangsvariablen (Führungsgrößen) und Ausgangsvariablen (Regelgrößen) eines Regelkreises betrachtet. In der Nachrichtentechnik bezieht sich der Begriff MIMO in der Regel auf die Anzahl der Sende- und Empfangsantennen eines drahtlosen Kommunikationssystems, siehe auch MIMO (Nachrichtentechnik).
Während bei SISO-Systemen die Ein- und Ausgangsgrößen Skalare sind, werden sie bei MIMO-Systemen meist als Vektoren dargestellt.