基于MATLAB的DTMF信号的仿真分析毕业论文.doc

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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）基于MATLAB的DTMF信号的仿真分析毕业论文目　录前　言1第1章概述2§1.1信号概述2§1.2数字信号概述2§1.3数字滤波器3§1.4频率分析4第2章DTMF信号产生和检测原理6§2.1DTMF信号6§2.2DTMF信号的识别及算法实现7§2.2.1DTMF信号的识别7§2.2.2DTMF信号的检测9§2.3GOERTZEL算法原理12第3章双音多频系统的MATLAB设计与实现17§3.1MATLAB工具简介17§3.2DTMF信号的产生、检测19§3.2.1双音多频信号的产生19§3.

2、2.2双音多频信号的检测19§3.3DTMF信号键盘的仿真23结　论30参考文献31致　谢33外文资料原文34外文资料译文412河南科技大学本科毕业设计（论文）前　言双音多频(DualToneMultiFrequency,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。作为实现电话号码快速可靠传输的一种技术，它具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，

3、因此，可广泛用于电话通信系统中，但绝大部分是用作电话的音频拨号。研究其在MATLAB下的仿真实现有助于其具体系统的优化设计。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，包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。MATLAB语言像Basic、Fortran和C语言一样规定了矩阵的一系列运算符

4、，它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。参考国内外同类设计，本次设计吸取了其中的设计经验，争取少走弯路。关于DTMF信号的产生，主要有计算法和查表法两种方法。计算法程序比较简单，但需要占用计算时间，影响运行速度。查表法是先将各正弦波的序列计算出来，存在存储器中，运行时按一定顺序和速度读出，它占用一定存储空间，速度快。关于DTMF的检测。关键是通过戈泽尔算法计算信号的DFT。在确定了3

5、个参数（采样频率，DFT变换点数，对信号的观测周期）之后，就可以在接收端实现对DTMF信号的检测。在2河南科技大学本科毕业设计（论文）得到DTMF（双音多频）信号的生成与检测结果后进行分析，并对用戈泽尔算法和快速傅里叶FFT算法提取的频谱进行分析比较，然后得到用戈泽尔算法在白噪声的环境下对输入的DTMF信号提取频谱信息，最后，根据提取的频谱信息对输入信号进行检测解码。2河南科技大学本科毕业设计（论文）第1章概述§1.1信号概述信号是反映消息的物理量，是消息的表现形式。人们所说的信息，是指存在于消息之中的新内容，例如人们从各种媒

6、体上获得原来未知的消息，就是获得了信息。可见信息需要借助某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。由于非电的物理量可以通过各种传感器较容易地转换成电信号，而电信号又容易传送和控制，所以使其成为应用最广的信号。电信号是指随着时间而变化的电压或电流，因此在数学描述上可将它表示为时间的函数，并可画出其波形。信息通过电信号进行传送、交换、存储、提取等。电信号的形式是多种多样的，可以从不同的角度进行分类。根据信号的随机性可以分为确定信号和随机信号；根据信号的周期性可分为周期信号和非周期信号；根据信号的连续性可以分为连续时间信号和离散

7、信号；在电子线路中将信号分为模拟信号和数字信号。本文主要阐述GOERTZEL算法在双音拨号系统中的应用，并利用Matlab6.5的强大功能，用软件实现DTMF（双音多频）信号的检测。[1]§1.2数字信号概述我们每天遇到的信号，大部分都是模拟信号。离散时间信号只被定义在一种特定的时间瞬间集合上，表现为具有连续数值范围的数值序列。而数字信号在时间上和幅值上都有离散的数字。因此在实际的操作中，数字信号更容易处理。随着数字电子技术的发展，在语音处理、通信控制、图象处理等领域DSP(DigitalSignalProcessor数字信号

8、处理器)也得到了越来越广泛的应用。较之传统的方法，数字信号处理系统自身有着无可比拟的优点。抗干扰能力强、无噪声积累，对于数字通信31河南科技大学本科毕业设计（论文）由于数字信号的幅值为有限个离散值（通常取两个幅值），在传输过程中虽然也受到噪声的干扰，但当信噪比恶化到一定程度时