论文阅读 ORION Orientation Estimation Using Commodity Wi-Fi

这篇论文主要介绍ORION系统。这个系统实现了对MIMO终端的方位角定位，使用的设备是商用MIMO WiFI AP。测量的误差在毫米级别。论文作者为M.Naoufal.Mahfoudi，Universit´e Cˆote d’Azur, inria Sophia Antipolis, France。

在介绍这篇论文之前，先介绍两个概念：AOA和AOD。AOA(angle of arrival)意思是信号到达角，是硬件设备感知发射结点信号的到达方向；AOD(angle of departure)意思是信号发射角，是硬件设备发射无线信号的方向。如下图所示。

通过一些方法计算出AOA和AOD之后，我们可以通过2-D MUSIC算法来计算他们的联合评估，从而计算出终端的方位角。

如图所示，波峰代表着AOA和AOD的测量值。

然而，无线信号在空间中的传输受很多因素影响，再加上硬件设计带来的误差，导致我们接受的信道状态信息(CSI)有很严重的相位偏移。所以在计算AOA和AOD之前，我们要修正这些误差。

AOA测量

会对AOA测量带来误差的主要有RF精振相移，载波频偏(CFO)，采样频偏(SFO)。

(1)RF精振相移

在讲RF精振相移之前，先了解RF chain的概念。

一个RF chain包含一套数字信号调制的完整过程。在MIMO中，一个RF chain对应一个天线，这样可以做很多针对MIMO的调节。OFDM将信道切割出多个子载波传输，在一根天线上进行，802.11n引入MIMO-OFDM,在多个天线上使用OFDM调制。

RF精振相移是由于天线在不同时刻启动导致的