随着通信技术的持续发展,无线信道的衰落特性对信息的高效准确传输造成了越来越严重的影响。与多径信道相关的频域选择性衰落,以及多普勒频偏所导致的信道时域变化是恶化系统性能的主要原因。为了抵抗信道衰落的持续影响,一种常用的方式是通信分集技术。当存在多个信道时,它们同时处于深度衰落的可能性将大大降低,因此分集技术通过占用额外的通信开销,显著降低信道衰落的影响。但这种方式会导致系统复用增益的降低,造成频谱利用率上的损失。作为扩展加权分数阶傅里叶变换的一种,两分量变换具有改变信号能量分布的特性。通过将原始信号序列及其反转序列的加权叠加,两分量变换实现将一个符号的能量到两个时隙或子载波的分布,借助两个时隙或子载波能量的相互补偿,使通信系统获得抗衰落能力。由于这种能力是基于信道的独立性而获得的,因此可以保证复用增益的同时,获得分集效果。本文介绍了两分量变换的畸变平均化原理,以及两分量变换在调整畸变功率分配以及提高通信可靠性的作用。在此基础上对现有两分量信号研究中的线性通信系统进行了分析。之后,本文将两分量变换与平均化原理推广到多天线通信系统,系统阐述了它的系统框图、数学模型和最优化条件。仿真结果表明两分量处理方法比相同条件下的预编码技术有更好的误码性能。此外,为了实现两分量信号性能的进一步提高,本文还将非线性的处理方式应用于两分量信号通信系统。通过数学推导,给出了最大似然检测的理论误码性能,并提出了星座分裂模型,对其误码性能表达式的物理意义进行解释,明确了星座点间的距离与重合决定了两分量信号性能上限。由于最大似然算法有较高的计算复杂度,本文设计了基于干扰消除算法接收处理方式,实现了线性均衡与反馈结构的结合,并对其性能进行了分析和仿真。实验证明两分量变换可以显著提高通信系统的可靠性。