由普适计算概念延伸而来的情境感知服务是指由各个智能设备自适应地感知、获取、处理和反馈普适环境中的情境参数。这是一种能够实现人与计算机、环境进行信息交互的新服务模式，已经成为电子信息工程学科中极具活力的研究领域。在众多的相关技术中，利用信号的频谱参数（频率，幅度和相位）获取位置信息是最常用的方法之一。为此，高精度的信号频谱参数估计与恢复技术成为人们追求的目标。论文以RFID位置感知信号处理为背景，针对窄带低频短区间采样信号、一般窄带信号、宽带非平稳信号和超宽带信号等四种信号的参数估计与恢复技术展开研究，取得的成果如下：1、针对窄带低频信号短区间频率估计精度过低的问题，本文将全相位FFT与解析变换相结合提出一种解析全相位时延相位差法估计信号的频率。仿真结果表明，本方法可以有效抑制正负谱干扰，以及谱线间的泄漏，在波动周期数处于0.4与1之间且无噪时，本文方法的频率估计误差百分比可控制在2%以内。2、针对窄带信号时延差估计在中低信噪比区估计精度变差的问题，本文提出基于全相位可控频点“类点通”滤波的相位差超分辨率时延估计方法。通过仿真验证，在低信噪比的情况下，采用本文方法获得信号的时延估计精度明显优于传统的重心插值时延估计方法。3、针对非平稳信号的波形恢复问题，提出了一种基于时频表示边缘提取的FRFT的时频滤波器设计方法。在信号和噪声耦合但不交叠的前提下，本文方法能用较少的数据点训练时频面中的最优分类线。经仿真验证，在信号和噪声区域线性可分和线性不可分两种情况下，本方法可以有效地实现噪声的滤除和信号恢复。同时，在高采样率条件下，本方法可获得更高的信噪比改善因子。4、针对反向散射UWB-RFID系统结构的特殊性将影响TOA估计精度问题，本文推导了一种最小二乘TOA估计器。该估计器建模时考虑了双程信道，标签时钟不同步等问题。同时对引入的参数项进行了化简，将TOA估计问题转化为有约束条件的目标函数最优解问题。经仿真验证：该估计器在特殊的反向散射UWB-RFID双程信道中具有良好的TOA检测精度和抵御环境散射的能力。