Thông thường, các bit thông tin được điều chế vào một sóng mang và truyền trên một kênh truyền (có thể là dây dẫn hoặc không dây). Các kênh truyền thường phát sinh nhiễu làm cho tại bên thu các tín hiệu bị hỏng, không thể khôi phục lại nguyên dạng ban đầu. Các bit lỗi này làm giảm chất lượng truyền dẫn và số lượng bit lỗi sẽ phụ thuộc vào số lượng các nhiễu sinh ra trên kênh truyền.
Mã hóa kênh còn được gọi là mã hóa sửa lỗi sinh ra để làm nhiệm vụ khắc phục phần nào các hạn chế của kênh truyền. Nó gần như là một thành phần bắt buộc của các hệ thống số và nó được thực hiện trước quá trình điều chế các bit dữ liệu.
Hình 3-14: Mã hóa kênh trong hệ thống truyền dẫn số
Nguyên tắc của mã hóa kênh là sử dụng các bit dư thừa, đó là các bit được thêm vào luồng bit thông tin với mục đích sửa lỗi. Các bit này cho phép bên thu có thể kiểm tra và sửa lỗi. Qua đó cung cấp một kênh truyền dẫn tin cậy hơn. Tuy nhiên nhược điểm của nó cũng chính là sự dư thừa, nó làm giảm tốc độ dữ liệu và tăng băng thông truyền dẫn.
Mã hóa kênh phân chủ yếu ra làm hai loại là mã khối và mã chập.
Mã khối được sử dung vừa làm nhiệm vụ kiểm tra lỗi, vừa làm nhiệm vụ sửa lỗi. Luồng dữ liệu qua bộ mã khối được chia thành từng khối nhỏ, mỗi khối có kích thước k bit, sau đó được thêm vào n-k bit để tạo thành một khối bit đã được mã hóa n bit. N-k bit này là các bit dư thừa, giá trị được tính toán từ k bit đầu vào. Chính vì thế, hệ thống mã khối thường được kí hiệu là (n,k). Mã khối có đặc điểm là các khối bit độc lập với nhau, chính vì vậy nó thích hợp cho xử lí các lỗi chùm, lỗi cụm. Mã khối được minh họa ở hình 3.11. Hiện nay có một số mã khối như là mã Hamming, mã Reed-Solomon,..
Hình 3-15: Mã khối
Khác với mã khối, mã vòng là loại mã mã trong đó m bit thông tin đầu vào được mã hóa thành n bit đầu ra với m/n là tốc độ mã (n>=m). Tuy nhiên, sự chuyển đổi này lại là hàm số của k bit trước đó. Với k gọi là chiều dài cưỡng bức. Điều đó có nghĩa là sự chuyển đổi không chỉ phụ thuộc vào các bit đầu vào hiện tại mà nó còn phụ thuộc vào các bit trước đó.
Hình 3-16: Mã xoắn
Hình 3.12 mô tả bộ mã xoắn ½, với 1 bit đầu vào Vin và hai bit đầu ra Vout1, Vout2. L1,L2 là các thanh ghi dịch. Như trên hình vẽ ta thấy, đầu ra thứ nhất Vout1 là kết quả phép toán giữa bit đầu vào Vin và bit đầu vào thứ 2 trước đó. Còn đầu ra thứ hai Vout2
là kết quả phép toán giữa bit đầu vào Vin và hai bit đầu vào trước đó. Mũi tên tại từ các thanh ghi dịch cho biết điều đó.
Trong thực tế người ta có thể kết hợp giữa mã khối và mã chập để tạo thành một hệ thống mã hóa ưu việt có xác suất lỗi tối ưu. Với hệ thống đó thì mã chập làm đóng vai trò mã hóa chính còn mã khối đón vai trò phụ, có nhiệm vụ sửa nốt các lỗi mà mã chập bỏ sót hoặc không thể sửa được.