在现代通信与信号处理领域,迭加、调制与编码技术是支撑信息高效传输与可靠处理的核心技术体系，三者协同工作，确保信号在复杂环境中具备抗干扰能力、高传输效率与低误码率，广泛应用于无线通信、光纤通信、卫星通信等多个场景。
迭加技术：多信号的融合与分离
迭加技术指将多个信号在时域、频域或码域上进行线性组合，形成复合信号，再通过特定方法分离出原始信号的过程，其核心在于利用信号的差异性（如频率、相位、正交码等）实现“合而不同”的传输。
从数学角度看，若原始信号为( s_1(t), s_2(t), \dots, s_n(t) )，迭加后的复合信号可表示为( s(t) = a_1s_1(t) + a_2s_2(t) + \dots + a_ns_n(t) )， a_i )为加权系数，在接收端，通过匹配滤波器、相关检测或傅里叶变换等方法，可依据信号的“正交性”或“独立性”分离各路信号，在频分复用（FDM）中，不同信号被调制到不同载波频率（如( f_1, f_2 )），通过带通滤波器即可分离；在码分复用（CDM）中，各信号用正交码（如沃尔什码）扩频，接收端用相同码相关解调即可恢复原始信号，迭加技术的优势在于提高频谱利用率，实现多路信号共享同一传输媒介，但也需解决信号间的干扰（如码间串扰、邻频干扰）问题。
调制技术：信号与信道的适配桥梁
调制技术是将基带信号（低频）加载到高频载波上，使其适应信道传输特性的过程，载波通常为正弦波，其幅度、频率或相位可随基带信号变化，分别对应幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM），现代通信中更常使用数字调制技术（如QPSK、16QAM、64QAM等）。
以数字调制为例，基带信号为二进制码流，通过映射将比特符号转换为载波的参数变化，QPSK（四相相移键控）将每2比特映射为4个相位（如0°、90°、180°、270°），在相同码元速率下，比特速率提升为原来的2倍；16QAM（正交幅度调制）则通过组合幅度和相位，每4比特对应16个星座点，进一步频谱效率，调制的核心目标是提升抗干扰能力、适应信道带宽限制，例如在深空通信中，BPSK（二进制相移键控）因抗噪声强而被广泛应用；而在5G Massive MIMO中，高阶QAM（如256QAM）可大幅提升单载波速率，调制需与信道特性匹配：在瑞利衰落信道中，OFDM（正交频分复用）通过将宽带信号分为多个子载波，有效对抗频率选择性衰落。
编码技术：信息可靠传输的“安全卫士”
编码技术通过在原始数据中添加冗余信息（校验位），实现错误检测与纠正，提升通信系统的可靠性，根据功能不同，可分为信源编码与信道编码：
- 信源编码：旨在压缩数据冗余，提高传输效率，JPEG图像编码通过离散余弦变换（DCT）去除空间冗余，H.264视频编码结合帧内预测、变长编码（VLC）等技术，压缩比可达10:1以上；文本编码如UTF-8，通过可变长度字节表示字符，兼容多语言且节省存储空间。
- 信道编码：通过添加冗余码元抵抗信道噪声干扰，经典编码包括汉明码（纠正单比特错误）、卷积码（通过移位寄存器实现连续编码，适用于深空通信），以及现代的LDPC码（低密度奇偶校验码）和Turbo码（通过并行级联卷积码迭代译码），在5G NR中，LDPC码作为数据信道的编码方案，其逼近香农极限的性能，可在信噪比仅1.2dB时实现可靠传输；而Turbo码因优异的纠错能力，仍被用于控制信道，编码技术的核心是在“码率”（信息比特/总比特）与“纠错能力”间权衡，高码率效率高但纠错弱，低码率则相反。
三者的协同应用
在实际系统中,迭加、调制与编码技术需协同优化，在5G通信中，首先对信源数据进行信源编码（如H.265）压缩，再通过信道编码（LDPC）添加冗余，随后采用高阶调制（如64QAM）映射到载波，最后在频域通过OFDM技术迭加多个子载波信号，形成完整的基带信号发射，接收端则逆向操作：OFDM解迭加→解调→信道译码→信源译码，最终恢复原始数据，这一过程中，迭加技术提升频谱利用率，调制技术适配信道带宽，编码技术保障可靠性，三者缺一不可。
相关问答FAQs
Q1：迭加技术与多路复用技术的关系是什么？
A：迭加技术是多路复用技术的核心基础，多路复用（如FDM、TDM、CDM）通过迭加不同信号实现多路传输：FDM在频域迭加不同频率信号，TDM在时域迭加不同时间片段的信号，CDM用正交码在码域迭加信号，迭加为复用提供了“信号组合”的数学手段，而复用则是迭加技术在通信系统中的具体应用场景，二者共同解决多用户共享信道的问题。
Q2：高阶调制（如256QAM）与信道编码如何协同提升系统性能？
A：高阶调制通过增加星座点数量（如256QAM有256个星座点）提升频谱效率，每个符号可承载8比特信息（( \log_2{256}=8 )），但星座点间距缩小，抗噪声能力下降；信道编码（如LDPC）通过添加冗余码元，可在接收端纠正部分错误，弥补高阶调制的抗噪性不足，在信噪比较高的信道中，采用256QAM+LDPC编码，可在保证误码率（如( 10^{-6} )）的前提下，实现频谱效率与可靠性的平衡；而在低信噪比场景，则需切换至低阶调制（如QPSK）以保证通信质量。
