1、 课程设计课程设计 DTMF 通信系统设计与仿真通信系统设计与仿真 2 1、任务、性质与意义、任务、性质与意义 用数学模型的方法对信息传输的过程进行仿真，是分析、设计及改进通信系统 性能的重要手段。本次课程设计的任务是综合运用通信原理、数字信号处理等课程 所学知识，实现一个双音多频(DTMF)信号传输过程的软件仿真。 本次课程设计的性质是通信原理、数字信号处理等课的综合实践环节。它的意 义在于，通过本次课程设计可以从理论上加深对有关通信、数字信号处理原理的综 合理解，了解 DTMF 信号原理和用数字信号处理的方法实现 DTMF 信号的产生、 传输与检测的过程。还可以从实践能力上掌握一门新的计算
2、机编程工具 MA TLAB语言。 2、基本原理、基本原理 2.1 双音多频双音多频(DTMF)信号信号 双音多频(DTMF)信号就是用两个不同频率的音频信号的组合来传输信息的一 种通信信号形式，可以用数学式表示为 )2cos2(cos)(tftfAts LH （1） 式中 fH和 fL分别是高频组和低频组的两个信号频率。对这两个频率的要求是： 1、位于人而能够听到的音频频率范围内；2、频率间隔近似为乐音音阶的频率间隔 （按十二平均律，相邻各个音的频率呈等比关系，其比值约为 1.059463，例如 C3 130.8Hz，C4=261.7Hz，D4 293.7） 。这种信号在电话线路上传输，而且声
3、音悦耳。 在电话系统中，高低频组的频率已经标准化，如图 1 所示。 DTMF 最早应用是在电话通信系统中作为控制信令使用的。在电话通信系统 图 1 DTMF 拨号频率标准 3 中，最早的控制信令是使用直流脉冲信号。脉冲拨号方式是由接在旋转拨盘位置上 的开关或电子开关控制二线电路的通与断。每拨出一位数字，都有唯一一串电流脉 冲相对应，图 2 中给出了数字3的电流脉冲序列。每个脉冲周期通常为 100ms，其 中有 40%的占空时间， 在人工控制条件下， 两个相继数字的时间间隔可以从 0.5S 到 数秒之间变化不等。由此可见，利用拨号脉冲拨号，发送一个 10 位长的号码大约需 要 7 秒的时间。 图
4、 2 脉冲拨号示意图 当采用 DTMF 拨号方式时，号码的每一个数字用一对音频表示，话机中有 8 个 单音频，分为两组，通过拨号盘选拨号码时，各位数字由触键开关输入，其对应的 某个频率对（高频和低频）同时传输，图 3 所示为各频率对应位置。对 DTMF 信号 所规定的指标为：传送速率为每秒 10 个数字，即每个数字 100ms。每个数字传送过 程中，信号必须存在至少 45ms，且不得多于 55ms，100ms 里其余时间是静音。另 外 ITU (国际电信联盟)还规定，DTMF 信号在每个频率点上允许有 1.5%的偏移，任 何超出给定 3.5%的信号认为无效，拒绝承认接收。还规定，在最坏检测条件下，信 噪比不得低于 15dB。显然。DTMF 的拨号方式比双脉冲拨号方式可快至 10 倍，明 显缩短了拨号时间。 而且 DTMF 拨号方式发出的信号抗干扰能力大大高于脉冲拨号 方式。因此，目前普遍使用 DTMF 拨号方式。 采用 DTMF 信号，用话音频率发送数字，可以避免占用额外的信道，又比脉 冲拨号方式节约时间。在通信、测量、控制、自动服务等领域有着广泛的
