5g基站中的mimo和beam forming相互之間是什麼關係？
比如基站有128根天線，那麼是128根天線一起傳一樣的信息，形成一個beam嗎？還是類似把128根分成4組，每組32根，一共4個beam這樣用？
個人理解如果手機支持4x4 mimo，基站是不是應該也是4個天線？也就是說應該分成32根一組，一共4個beam？
這是個很好的問題,如果沒有深入瞭解過5G是問不出這個問題的。
MIMO就是通信裏的多收多發技術，這個技術出現得很早了，早在3G時代就有這個概念了，大白話就是基站有多個發射天線，手機有多個接收天線，但是3G時代多天線只是用來增強信號質量，對於下載速率並沒有質的提升。為什麼到了4G/5G時代MIMO才火了呢？是因為從4G開始MIMO技術有了質的飛躍，在發射端通過矩陣變換將多個數據流進行解耦（也就是在空間傳輸時不會互相干擾），這樣就可以在相同的時頻資源（同時、同頻、相同的物理空間）上發射不同的數據流，可以自行腦補一下男女聲二重唱，大概就是這個意思。這是個很了不起的技術，之前的通信技術同頻通信必然出現幹擾，但是4G這個MIMO技術一下子就讓下載速率直接翻倍了,4G技術物理層的極限速率只有75Mbps，就是因為加了這個2X2MIMO纔有了75*2 = 150Mbps的下載速率，4G時代最新的協議版本甚至可以做到4X4MIMO，也就是基站可以使用相同的時頻資源給用戶發射4個不同的數據流，原來的下載速率是75M那麼現在直接乘以4，就是300Mbps，現在很多一線城市宣傳的4G+ 300Mbps就是這個東西。
接下來說beam forming，波束賦性，是一種天線技術。是把軍用的有源相控陣天線技術用於民用的一個典型應用，通過多天線組成陣列，調用不同的天線振子組合併給每個振子加上不同的相位偏置，就能讓電磁波隨意改變方向、形狀，可以理解為一個探照燈，想照哪裡照哪裡（媽媽再也不用擔心我的學習）。上圖就是一個5G最常見的64T/64R的天線，圖中每一根藍色線和黃色線都是一個物理天線振子，可以用來發射或接收，實際應用中為了加大發射和接收的增益實際上是把3個天線振子組合為一個振子組使用，圖中每一個藍色方框就是一個天線單元，裡麪包含兩組天線振子，如果你把它拆下來它也能獨立完成信號收發功能，5G的一面天線包含32個這樣的單元，也就是有64組天線振子可以使用，這也就是64T/64R的含義。一個5G天線陣列可以同時發射多個波束，也可以調用全部能量發射一個波束，如果需要的話64T/64R的天線硬體是可以同時發射64個波束的。但是受限於射頻晶元和器件的處理能力，5G目前的協議標準和硬體技術，一個天線陣列可以同時發射16個數據流,對應16個波束，也就是說下載速率是4G的16倍，150Mbps*16= 2400Mbps,所以目前的5G技術能夠達到的最大下載速率應該是超過2Gbps的,但是受限於功耗和硬體成本,大規模商用的設備一般只做到8個流,所以下載速率只有150Mbps*8=1200Mbps,拋去信令開銷也就是1Gbps。但是同學們的手機一般是達不到1Gbps，因為手機的功耗和空間限制，目前的旗艦手機也最多隻有4個接收天線，基站能發8個流你也只能收4個，所以下載速率還要打折扣只有150Mbps*4 = 600Mbps，但是5G在發射端信號調製又做了改進，直接上了256QAM調製（這個就是另一個很長的故事了，這裡就不展開了），原來4G時代使用的64QAM一個射頻符號只帶6個bit，現在能攜帶8個bit，所以峯值速率從150Mbps 變成了200Mbps，所以你用小米10pro或者P40pro還是能夠測到200*4 = 1Gbps 的下載速率，其它型號的手機不敢保證，因為在天線或者射頻器件上縮點水的事情廠家經常幹。
通過Beam forming技術可以讓基站發射出上圖這樣的信號，給每個用戶一個專屬的窄波束，只對準你的手機，只傳你的數據，單個用戶可以享受基站全部頻譜帶寬，而不用與其他用戶共享，五星級VIP待遇,這樣是不是你收到的信號會更強？對其他用戶的幹擾會更少?這就是Beam forming應用在5G上的意義所在。
下面終於可以開始回答題主的問題了，Beam forming可以算是MIMO技術的一個分支，使用Beam forming是為了達到更好的MIMO效果。但是說Beam forming是MIMO技術的分支又太委屈了它，因為在通信技術很早就出現的單極化，雙極化天線，也是MIMO技術，我們的Beam forming可是源自軍用雷達的高富帥，把它和那些屌絲放在一起又不太合適。說了那麼多，最後我還真的無法準確的描述他們倆到底什麼關係，
大概是這樣一個關係：
5G最關鍵的技術MassiveMIMO = MIMO + Beam forming
希望答案對你有幫助。
題主舉的例子中，是128根天線全部使用形成一個波束還是分組形成4個波束，這都是可以的。他們之間的區別在於使用全部128根天線形成的波束更細、使用32根天線形成的波束更粗，具體使用多粗的波束取決於實際場景。
第二點，基站使用多少根天線與用戶無關，用戶也不會知道基站使用的天線數量。但是如果想要用戶正確解出信息，那麼系統中的數據流就要小於等於用戶可支持的數量。綜上，系統可以使用4/8/16/32或者64天線，但是實際系統中發送的數據流數必須小於等於用戶可支持的數量。
我碩士研究方向為信道建模、波束管理、大規模MIMO、混合波束成形，有根據3GPP協議完整搭過鏈路級模擬平臺的經驗（上、下行控制信道、數據信道、參考信號如SSB、SRS）且平臺已經商用，一直也在為本/碩的同學答疑，有什麼通信及深度學習、機器學習等方面的問題可以問我，很樂於解答。
多天線陣列是實現5G承諾的關鍵，所以讓我們先來看看在MIMO的幫助下我們如何從當今的4G網路邁向未來的5G網路的。
向5G轉變的移動標準承諾為每個用戶提供比當前可用數據速率高100倍的網路，擁有1,000倍的容量，並支持每單位面積超100倍的連接設備。還估計可實現低至1ms的端到端延遲，99.999％的可靠性和與4G相比的100倍的能量效率。 建設5G網路中的大部分支持技術涉及到很多問題，它們給規劃工程師和測驗工程師都構成了挑戰。
圖1、為了實現5G願景，5G網路中混合使用了各種關鍵技術
信道挑戰眾所周知，通過信道可以發送的信息的上限是由其帶寬（以赫茲為單位測量）以及信噪比來決定的。因此，為了給每個用戶獲得更多的數據，您可以增加您所運用的信道數，以及每個信道的帶寬和信噪比的組合。
香農哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem）：容量=信道數# * BW * log2（1 + S / N） 5G網路運用多輸入多輸出（MIMO）策略來在發射機和接收機之間創建多個物理路徑，以在相同的時間和頻率資源塊內傳送更多的數據流。 隨著現在的移動頻譜圖已經變得越來越擁擠，5G網路頻率資源必須轉移到毫米波（mmWave）頻率以創造更大帶寬的信道。這種信號相對於當今4G網路中運用的信號的有限傳播距離也將要求運用波束成形以儘可能地向用戶引導儘可能多的能量。 還可以運用高度定向的天線來提升每個信道的信噪比。這種方式的好處是有限的，並且會隨著信道數量或信道帶寬的增加而變得不太有效。 MIMO搞定方案 多通道和多天線技術的許多組合被定義為MIMO。通過多個不一樣路徑發送相同信號的空間分集方式提升了信噪比。這在下面的圖片中通過連接到最右邊的用戶的黑色虛線路徑來表示。通過不一樣路徑發送不一樣信號的空間復用可提升容量和頻譜效率。這在下圖中顯示為到達右上方的同一個用戶人物紅色和藍色的路徑。
MIMO的優點之一是其靈活性。它可以用於提升多個連接的可靠性，它們的容量和/或其頻譜效率（每赫茲每秒傳送的信息位數）。
MIMO技術已經在4G網路和無線WiFi中運用。 在2009年初第8版3GPP標準定義了兩個發射天線和兩個接收天線的使用場景，現在許多LTE網路已經支持這種2x2 MIMO技術。 LTE-Advanced（3GPP Release 10，2011年發布）支持八個下載的MIMO流，而LTE-A Pro（3GPP Release 13，2016年初發布）支持全維度（FD，Full Dimension ）的MIMO技術，既FD-MIMO技術。
D-MIMO允許一次運用八個流，64個單元（8x8）的天線陣列，並且增加垂直方位的數據以獲得更好的波束成形（Beamforming）能力。該方式使運營商能夠同時服務多個用戶，或者為同一個用戶提供多個信道，以提升其連接的可靠性或者容量。與標準的早期3GPP協議修訂版本中提供的水平方位數據一起工作的垂直方位的數據使基站能夠將在垂直面上進行波束分隔，從而能夠為多層建築中的人員提供服務。
對於5G，3GPP的計劃是引入大規模MIMO技術（Massive MIMO），Massive MIMO中運用非常大的天線元件陣列（可能是128個天線單元），相同數量的收發信機，以及採用不一樣的方式來測量信道狀態信息。基站從陣列天線中發送128個不一樣的數據流，每個天線輻射唯一的信號，而不僅僅像FD-MIMO中那樣發送相同信號的不一樣相位和幅度調製版本。FD-MIMO技術可能僅在6GHz以下（Sub－6Ghz）頻率工作，而且僅限於時分雙工網路（FDD）。
在大量MIMO（Massive MIMO）下，在相同的時間 - 頻率資源塊內，一次從所有天線向所有用戶發送數據流。不一樣的流被規劃為讓達到不一樣用戶的信號之間的幹擾最小化。
mimo是多入多出，beamforming是波束賦形;兩者之間有一定的相關性。通過波束賦形的技術能夠使得RRU上安裝更多的天線，同時還能加強信號覆蓋。
波束賦形?mp.weixin.qq.commimo就是多發多收，不需要beamforming就可以實現，只要空間相干性夠條件就可以了
beamforming是在多天線基礎上的波束賦形，多天線是基礎，可以構造多條波束，形成空分復用
不同的陣子間距會形成不同的波束寬度，同樣不同的加權會使波束指向不同的方向
後面再答
mimo是接收用的。bf 在接收端可以用mimo實現。發射還是靠ps
其實兩者之間沒什麼關係。
mimo是多輸入多輸出，也就是說針對同一個用戶，基站可以有多條路徑同時向該用戶進行數據傳輸，5G用RI（rank identity）表示，單用戶可以取值範圍是1到4，最多有4路數據同時傳輸，所以速度可以是單路的4倍。
bean forming是波束賦形，5G由於使用高頻，尤其是FR2頻段，到了毫米波，為了加強覆蓋，必須使用多天線，天線用的多，波束就會越窄，比如SSB有8個波束，在特定的方向上有一個波束的能量更集中，他就是最理想的波束，基站和UE就在該波束上進行數據傳輸，如果UE移動了，就會進行波束的重新選擇，始終保持最優波束進行數據傳輸。
mimo和bean forming兩者結合起來，就能發揮各自的優勢，使5G基站的吞吐量成倍增加。
MIMO是陣列天線
通過相位控制可實現beam forming
具體可看相控陣雷達
MIMO三個功能：復用，分級，波束賦形
理論各種都可以，但是既然是5G基站，聊聊實際上是怎麼做的
1.那麼是128根天線一起傳一樣的信息，形成一個beam嗎？
這個就是單流波束賦形，實際上一般都會達到2，4流的。
在FR1 基站中 128天線，每根天線上都有所有的4流的信號。理論上也可以把128根分成4組，每組32根，一共4個beam這樣用， 但是這樣損失功率。在設計參考信號的時候有可能這麼幹，但是數據信號不這麼搞。
在FR2基站就，就是128根分成4組，每組32根，一共4個beam這樣用。 原因是數字單元太少， analog beamforming
2.手機支持4x4 MIMO， 基站的天線可以大於等於4個。
4x4 mimo裡面的4實際上是邏輯上的4個antenna port，而不是真正的天線數目。128天線的基站可以實現4x4MIMO， 通過4X128 的天線映射，實現邏輯天線和物理天線之間的映射。
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