由于信息调制使得信号功率分散到一定的频谱范围内，使得信号的频域特征模糊，所以，对信号进行载波估计时需要恢复载波，从而将信号的功率重新聚集起来。通常的载波恢复方式是通过平方处理去除信息调制，这种方式可以达到很高的频率分辨率。但是平方处理往往在同一采样时刻完成，由于噪声在同一时刻具有较强的相关性，这种处理方式会引起信噪比的恶化。

由于调制信息是周期平稳的，根据循环谱相关理论，其不同谱分量之间具有相关性。循环谱算法利用抑制载波调制信号在频域的不同区域具有的相关性来实现信号特征的提取，由于信号的这种频域相关性是噪声所没有的，因此，这种处理方式可以有效抑制噪声的干扰。

根据抑制载波所调制的信息具有循环平稳性这一特性，采用循环谱算法对信号进行预处理，降低噪声的影响。

根据谱相关理论，可以得到BPSK信号的循环谱为

式中　；

T——信息码元时宽；

k——整数。

而QPSK的循环谱表示为

循环谱密度函数示意图见图5-52，基于循环相关的捕获算法框图见图5-53，谱相关运算框图见图5-54。

图5-52　循环谱密度函数示意图

图5-53　基于循环相关的捕获算法框图

利用BPSK与QPSK在循环谱域具有很尖锐的分辨率这一特性，完成对信号频率的粗捕获。首先进行频率分槽，每个槽数据经变频、滤波、符号整数倍重采样处理后将数据进行缓存，然后经FFT、谱相关运算、CIC滑窗滤波处理，最后经过搜索测量确定频率位置。

采用循环谱估计可以达到频率粗估计的效果，然后在小频率范围内完成高精度频率精估计。

图5-54　谱相关运算框图