一直以来,参数估计作为通信信号处理的重要研究领域,受到了越来越多的研究者的关注,如何通过快速、高效的算法估计信号的参数一直是研究热点。并且参数估计对后端信号调制识别意义重大,无论是在民用领域,如防灾减灾、地质探查,还是军用领域,如电子对抗、情报侦察等都有着广泛应用。而随着通信的发展,超宽带信号已然成为了通信信号的主流,随之带来的大量数据储存,传输的问题也浮现了出来,这也成为了通信信号处理发展中的一个瓶颈。压缩感知的出现,有望解决这一问题,因为压缩感知理论不用高速采样信号,而是通过投影矩阵,一种“低速”采样的方式。相移键控调制信号(MPSK)作为一种重要的数字调制信号,应用十分广泛,把压缩感知理论与PSK信号结合对通信信号处理的意义重大。本论文就几种常见的相移键控调制信号展开了讨论,并对这几类信号的参数估计做了较为深入的研究。本文的主要工作包括:首先,本文介绍了压缩感知理论提出的背景和参数估计的研究背景与意义,系统梳理了压缩感知与参数估计的研究现状与发展动态。随后,本文系统介绍了压缩感知理论,从信号的稀疏表示、测量矩阵的设计和信号的重构问题三个方面进行了详细的介绍。并对MPSK(BPSK、QPSK、8PSK)进行了稀疏域分析。其次,本文详细介绍了基于压缩感知循环谱模型的PSK信号参数估计方法,稀疏重构信号的循环谱,依据信号循环谱的离散谱线位置与信号的载频估计的关系估计载波频率,利用循环谱在重构过程中残差变化情况估计信源个数,仿真显示在一定条件下,对载波频率的估计精度能达到99%以上以及对信源个数的精确估计。最后,本文研究了基于压缩感知循环累积量模型的PSK信号参数估计方法,稀疏重构信号的四阶循环累积量,依据四阶循环累积量的循环频率与信号的载波频率的关系估计信号参数,并研究了信噪比与码元数目对参数估计误差的影响,通过仿真,我们可以看出在一定条件下,对载波频率的估计精度能达到99%以上。