卫星宽带通信已经成为近几年卫星通信的研究热点，而系统中的调制解调和同步都是关键技术。本文首先描述APSK调制信号的模型，详细分析了16APSK和32APSK这两种调制信号的模型，重点分析几种APSK调制方式的解调方法，针对已有的几种方案进行了分析和比较，并在此基础上提出了一种改进的适合16APSK/32APSK的解调方法，通过matlab软件对这几种方法进行仿真分析，证明在误码性能方面改进的方法优于基于幅度的解调方法，在运算速度方面优于基于幅度和相位的解调方法。然后本文对载波频偏进行了介绍，研究了几种常用的频偏估计方法，并对这几种方法进行了仿真分析，在此基础上基于项目的需求，提出了两种改进的载波同步方法，一种是在经过Kay算法的粗估计和L&R算法的细估计后，再采用L&R算法进行多次频偏估计，另一种是在经过Kay算法的粗估计和L&R算法的细估计后，在后面采用极性Costas环形式的载波跟踪环对载波进行跟踪补偿。对这两种改进的方法通过Matlab进行仿真分析，证明这两种方法对接收机的载波同步性能都有较好的改善效果。最后本文介绍定时同步环路及其总体结构，并对整个环路中各个模块的功能及结构进行了详细分析，而后又对环路中的个别参数的计算方法以及它们对环路整体性能的影响做了仿真性能分析，对QPSK和8PSK调试方式下产生不同时偏的系统进行了定时同步环路性能的仿真分析，证明了定时同步环路总体设计能够完成定时误差校正。