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目前已有的定时频偏联合估计方法仅仅解决了正交高阶连续相位频移键控(M-CPFSK)信号的同步问题,但仍无法直接应用于非正交信号的解调中。针对这一问题,通过对非正交M-CPFSK的基带采样信号进行幂变换,修正了信号的调制指数,使其满足了联合估计算法中的信号正交性。新方法实现了非正交情况下M-CPFSK信号的精确同步,并在加性高斯白噪声信道条件下对估计性能进行了理论分析和试验仿真。仿真结果及性能分析均验证了新算法的有效性和可行性。