MATLAB的双音多频拨号系统的仿真(终极版）.docx

MATLAB的双音多频拨号系统的仿真自动化091 郭沛 0908140113设计目的?1.?巩固所学的数字信号处理理论知识，了解电话中双音多频信号的产生与检测原理；2.?了解数字信号处理在实际中的使用方法和重要性；3.?学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。任务要求?1.?研究双音多频拨号（DTMF）系统，研究电话中双音多频信号的产生与检测原理；任意送入6位和8位电话号码，打印出相应的幅度谱。观察程序运行结果，判断程序谱分析的正确性。2.?利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集与整理；3.?在第15周末之前完成预设计，并请指导教师审查，通过后方可进行下一步工作；4.?结束后，及时提交设计报告（含纸质稿、电子稿），要求格式规范、内容完整、结论正确，正文字数不少于3000字（不含代码）。工作进度计划1、?2011.12.1~2011.12.3?在预设计的基础上，进一步查阅资料，完善设计方案。2、?2011.12.4~2011.12.10设计总体方案，构建、绘制流程框图，编写代码，上机调试。3、?2011.12.11~2011.12.13测试程序，完善功能，撰写设计报告。4、?2011.12.13?参加答辩，根据教师反馈意见，修改、完善设计报告。摘?? 要所谓双音多频（DTMF），就是用两个频率——行频和列频来表示电话机键盘上的一个数字。DTMF 电话的指令正在迅速的取代脉冲指令。除了在电话呼叫信号中使用外，DTMF 还广泛的使用在交互式控制应用，例如电话银行、电子邮件甚至家电远程控制等，用户可以从电话机发送DTMF 信号来做菜单选择。本文基于MATLAB的双音多频拨号系统的仿真实现。主要涉及到电话拨号音合成的基本原理及识别的主要方法，利用 MATLAB 软件以及 DFT 算法实现对电话通信系统中拨号音的合成与识别。并进一步利用 MATLAB 中的图形用户界面 GUI 制作简单直观的模拟界面。还能够利用矩阵不同的基频合成 0 － 9 不同按键的拨号音，并能够对不同的拨号音加以正确的识别，实现由拨号音解析出电话号码的过程，进一步利用 GUI 做出了简单的图形操作界面。本文具有界面清楚，画面简洁，易于理解，操作简单的优点，从而实现对电话拨号音系统的简单的信号仿真。关键词 ：双音多频（DTMF）? MATLAB?? GUI? 信号仿真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ATT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。? 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??行\列1209Hz?1336Hz1477Hz697Hz1?2?3?770Hz4??5??6852Hz789?942Hz*0# 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。2、 电话中的双音多频（DTMF）信号的产生与检测2．1双音多频信号的产生假设时间连续的 DTMF信号按照表1选择的两个频率， 代表低频带中的一个频率，代表高频带中的一个频率。显然采用数字方法产生DTMF信号，方便而且体积小。下面介绍采用数字方法产生DTMF信号。规定用8KHz对DTMF信号进行采样，采样后得到时域离散信号。 形成上面序列的方法有两种，即计算法和查表法。用计算法求正弦波的序列值容易，但实际中要占用一些计算时间，影响运行速度。查表法是预先将正弦波的各序列值计算出来，寄存在存储器中，运行时只要按顺序和一定的速度取出便可。这种方法要占用一定的存储空间，但是速度快。因为采样频率是8000Hz，因此要求每125ms输出一个样本，得到的序列再送到D/A变换器和平滑滤波器，输出便是连续时间的DTMF信号。DTMF信号通过电话线路送到交换机。2．2双音多频信号的检测在接收端，要对收到的双音多频