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WSCS(Wide Sense Cyclostationary,广义循环平稳)自从20世纪50年代后期提出以来,已成为越来越多的研究论文的主题,也是许多物理现象合适的模型。由于与平稳过程的相似性,在分析中,循环平稳过程比一般非平稳过程更受青睐。循环平稳信号是统计特性随时间周期性变化的序列,与之紧密联系的是统计特性是时间的准周期函数的准循环平稳信号(ACS,Almost Cyclostaionary)。许多处理的信号,包括经过调制的通信信号,都可以用ACS模型来表示,目前,循环平稳的概念已渗入到各类信号处理中,利用信号的循环平稳特性,人们可以有选择的提取具有某种循环频率的信号,从而消除其它不具备该循环频率的各种干扰信号和噪声,并且这种利用循环平稳特性的信号处理不需要关于噪声的先验知识。鉴于循环平稳特性在信号处理中具有越来越重要的地位,本文对循环平稳信号展开了研究。首先,本文将1994年Smith提出的时间重叠法和具有旁瓣抑制能力的ssinc(Smooth sinc)窗应用于循环谱估计中,提出了TA循环谱估计方法。并从循环谱估计的一般框架出发,分析了时间重叠的循环谱估计的数学基础。论文中提出的TA循环谱估计方法从以下两个方面使循环谱估计方法得到提高:1)循环谱的偏离误差减小,有效频率分辨率提高,能准确地分辨出循环频率方向和谱频率轴方向的谱峰;2)计算量大大减少。通过时间的重叠过程,减少了DFT要求的数据量,提高了循环谱估计的实时性。第二,本文分析了TA(Time Aliasing,时间重叠)循环谱估计方法的性能,并推导了使方差得以减小的平均循环周期图方法。论文中通过分析加ssinc窗的循环周期图在谱频率方向和循环频率方向的偏差,表明TA循环谱估计是无偏估计,并根据STFT方法,推导了使方差得以减小的平均循环周期图方法。同时,论文还分析了加ssinc窗的平均循环谱估计能使方差得到最佳地减少,并采用平均的TA循环谱估计方法,估计了具有不同循环频率的两个循环平稳信号和的循环谱,所得的循环谱能在循环频率方向将各循环平稳信号准确地分离开,并在各循环频率处的谱频率方向准确得到各自的功率谱。第三,本文对Gardner在1991年提出的周期成分提取操作进行了改进,提出了利用二阶FOT概率模型的循环谱进行周期成分提取的方法。论文中运用概率和度量空间等距同构的理论知识,对FOT(Fraction Of Time,时间段)概率模型进行了详细分析、推导,并将二阶FOT概率模型运用于循环平稳信号的周期成分提取中,通过二阶FOT概率模型的循环谱,实现了周期成分提取。最后,本文在软件天线的无线环境识别中,利用循环平稳信号的谱相关性,对频率选择性衰落信道的多径数及各路径的DOA(Direction of Arrival,波达方向)、时间选择性衰落信道的Doppler频率进行了识别。