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基于MATLAB的双音多频拨号系统的仿真.doc
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基于MATLAB的双音多频拨号系统的仿真.doc
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淮 阴 工 学 院
数字信号处理课程设计报告
题目:基于
MATLAB
的双音多频拨号
系统的仿真
系 (院): 计算机工程学院
专 业: 通信工程
班 级:
学 号:
姓 名:
指导教师: 顾相平
学年学期: 2013 ~ 2014 学年 第 1 学期
2013 年 12
月 15 日
摘要
双音多频(Dual Tone Multi Frequency, DTMF)信号是音频电话中的拨号信
号,由美国 AT&T 贝尔公司实验室研制,并用于电话网络中。DTMF 信号在电
话中有两种作用,一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机,另
一个作用是控制电话机的各种动作,如播放留言、语音信箱等。MATLAB 语言
是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,MATLAB 功能强大、
简单易学、编程效率高,深受广大科技工作者的欢迎。特别是 MATLAB 还具有
信号分析工具箱,不需具备很强的编程能力,就可以很方便地进行信号分析、处理
和设计。所以该课程设计利用 MATLAB 进行仿真,编写代码,运行程序,根据
提示键入 8 位电话号码如 12345678,回车后可以听见 8 位电话号码对应的
DTMF 信号的声音,并输出相应的 8 幅频谱图,最后显示检测到的电话号码
12345678。说明 DTMF 信号的参数:采样频率、DFT 的变换点数以及观测时间
的确定原则。
关键词 多音双频 频谱图 采样频率
目 录
1 引言................. .................... ....... ..................... ......... .......4
2 课程设计题目描述和要求................. ............................... .....5
3 课程设计报告内容................. ................................ .............6
3.1 信号的产生及算法实现.......................................................................................................6
3.2 详细设计.............................................................................................................................10
3.3 结果分析.............................................................................................................................13
总结............... ....... ....... .................... ....... .................... ...... 14
1 引言
双音多频(Dual Tone Multi Frequency, DTMF)信号是音频电话中的拨号
信号,由美国 AT&T 贝尔公司实验室研制,并用于电话网络中。这种信号制式
具有很高的拨号速度,且容易自动监测识别,很快就代替了原有的用脉冲计数
方式的拨号制式。这种双音多频信号制式不仅用在电话网络中,还可以用于传
输十进制数据的其它通信系统中,用于电子邮件和银行系统中。这些系统中用
户可以用电话发送 DTMF 信号选择语音菜单进行操作。
DTMF 信号系统是一个典型的小型信号处理系统,它要用数字方法产生模
拟信号并进行传输,其中还用到了 D/A 变换器;在接收端用 A/D 变换器将其转
换成数字信号,并进行数字信号处理与识别。为了系统的检测速度并降低成本,
还开发一种特殊的 DFT 算法,称为戈泽尔(Goertzel)算法,这种算法既可以用硬
件(专用芯片)实现,也可以用软件实现。下面首先介绍双音多频信号的产生
方法和检测方法,包括戈泽尔算法,最后进行模拟实验。下面先介绍电话中的
DTMF 信号的组成。
在电话中,数字 0~9 的中每一个都用两个不同的单音频传输,所用的 8 个
频率分成高频带和低频带两组,低频带有四个频率:679Hz,770Hz,852Hz 和
941Hz;高频带也有四个频率:1209Hz,1336Hz,1477Hz 和 1633Hz.。每一个
数字均由高、低频带中各一个频率构成,例如 1 用 697Hz 和 1209Hz 两个频率,
信号用 表示,其中 , 。这样 8 个频
率形成 16 种不同的双频信号。具体号码以及符号对应的频率如表 1 所示。表中
最后一列在电话中暂时未用。
表 1 双频拨号的频率分配
列
行
1209Hz 1336Hz 1477Hz 633Hz
697Hz 1 2 3 A
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