Two-stage code reference beamformer for the reception of frequency hopping modulated signals

Abstract

This paper presents a beamforming technique for the reception of frequency hopping (FH) modulated signals, which takes advantage of their inherent frequency diversity. This technique, based on a code reference beamformer, requires neither temporal nor spatial a priori reference and allows continuous self-calibration of the array. The proposed framework is composed of two di!erent stages. The "rst stage employs the inverse of the noise plus interference covariance matrix obtained by an anticipative processor. The second stage makes use of the steering vector of the signal of interest which is adaptively obtained by maximizing the output signal to interference plus noise ratio (SINR). Using this information, the "rst stage is in turn readjusted and, as a result, the scheme is able to track non-stationary scenarios following the channel variations with no previous references other than knowledge of the frequency hopping sequence. The two-stage code reference beamformer provides the convergence rate necessary to avoid the SINR reduction associated with frequency hops in existing methods.2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved. ZusammenfassungDieser Artikel stellt ein Beamforming-Verfahren zum Empfang von Frequency-Hopping (FH) Signalen vor, welches ihre FrequenzdiversitaK tseigenschaften vorteilhaft ausnutzt. Diese Technik, die auf einem Code-Referenzbeamformer basiert, benoK tigt weder zeitliche noch raK umliche a priori Kenntnisse und erlaubt eine fortlaufende selbst-Kalibration der Sensorgruppe. Das vorgeschlagene Verfahren besteht aus zwei unterschiedlichen Abschnitten. Der erste Schritt verwendet die Inverse der Rausch-plus StoK rsignal Kovarianzmatrix, die im Voraus geschaK tzt wird. Der zweite Schritt benutzt den zum interessierenden Signal gehoK renden Richtungsvektor, der adaptiv durch Maximierung des Ausgangssignal-zu StoK r-plus Rauschsignal-VerhaK ltnisses (SINR) gewonnen wird. Auf Basis dieser Information wird der erste Schritt erneut durchlaufen, wodurch das Verfahren in der Lage ist, nichtstationaK ren Bedingungen zu folgen, indem es sich an KanalaK nderungen anpasst, ohne zuruK ckliegende Referenzen zu benutzen sondern dabei nur die Kenntnis der Frequency Hopping Sequenz ausnutzt. Der Zweischritt-Code-Referenzbeamformer besitzt eine ausreichende Konvergenzrate, um die SINR-Reduktion, die mit existierenden Verfahren verbunden ist, zu vermeiden.2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Re2 sume2Cet article preH sente une technique de formation de voies pour la reH ception de signaux moduleH s par saut de freH quence, qui tire avantage de leur diversiteH de freH quences inheH rente. Cette technique, baseH e sur un formateur de voies par reH feH rence 0165-1684/00/$ -see front matter 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII: S 0 1 6 5 -1 6 8 4 ( 0 0 ) 0 0 1 4 4 -4 de code, ne neH cessite ni reH feH rence temporelle ni spatiale a priori, et permet une auto-calibration continue du reH seau. Le cadre de travail proposeH est composeH de deux eH tapes di!eH rentes. La premieH r...

Adaptive gradient search for optimal sidelobe design of hopped‐frequency waveform

“…As a result, the periodic grating lobes are transformed into sidelobes and the restriction on the product of frequency step and pulse width is naturally broken. Thanks to the inherent diversity and flexibility in frequency domain, hopped‐frequency waveforms are potentially favourable for interference rejection and sidelobe suppression [8].…”