在数字通信系统中,对接收信号进行准确的载波频率估计是载波同步技术中一个十分经典的课题,载波频偏的存在将直接影响到接收系统的性能,准确地估计载波频偏进而进行频偏补偿对信号的解调来说十分关键,因此,对频率估计算法进行细致研究具有重要的作用。本文重点研究多进制相移键控MPSK信号与正交幅度调制QAM信号的频率估计算法,论文主要由两部分组成:第一部分讨论了数字通信信号频率粗估计方法,算法以现代谱估计理论为基础。首先介绍了通过结合MC频率估计,替换Pisarenko谐波分解表达式中的样本协方差得到的修正的Pisarenko谐波分解法;其次研究了基于修正协方差的AR模型谱估计算法,并对两种算法做了性能上的比较,结果表明基于修正协方差的AR模型谱估计算法性能优于修正的Pisarenko谐波分解法。论文第二部分讨论了数据辅助(DA)和非数据辅助(NDA)两类频偏估计算法:首先研究了Kay算法、Fitz算法以及Luise&Reggiannini算法等三种基于辅助数据的频偏估计算法;其次分析了一种基于非线性变换思想的非数据辅助前馈载波频偏估计算法;最后提出了一种在低信噪比环境下准确恢复载波频率的算法,先用修正协方差的AR谱估计算法得到频率粗估计值,下变频后,再经过M-th变换并结合最大似然准则得到频率的精确估计,并与前馈算法进行了性能的比较,仿真结果表明本算法在较低信噪比下即可达到稳定精度。文中所有算法均做了蒙特卡洛仿真实验并与修正的克拉美罗下限做了对比。