„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„绪论引言双音多频，信号，由美国贝尔实验室研制，用于音频电话网络中的拨号信号。方面这种信号具有非常高的拨号速度，另方面它便于自动检测识别及电话业务的拓展，所以很快代替了原有的脉冲计数方式的拨号形式。自年美国贝尔发明电话以来，电话交换技术发展主要经历了三个阶段人工交换机电交换电子交换。早在年就出现了人工供电制交换机，它借助话务员进行话务连接。年后步进制的交换机问世，这种交换机属于直接控制方式，用户通过话机拨号脉冲直接控制步进接续器做升降和旋转动作。从而自动完成用户间的接续。这种交换机虽然实现了自动接续，但存在着速度慢效率低杂音大与机械磨损严重等缺点。直到年发明了纵横制交换机由直接控制过渡到间接控制方式，随后又出现了电子交换机及程控交换机等。用户的拨号脉冲不再直接控制接线器动作，而先由记发器接收存储，然后通过标志器驱动接线器，以完成用户间接续。由于标志器记取的是标识信号，所以可以不采用不稳定的脉冲计数方式，逐步发展到数字号码标识，所以快速稳定灵活的音频拨号方式取代了脉冲计数方式。本文主要阐述算法在双音拨号系统中的应用，并利用的强大功能，用软件实现双音多频信号的检测。数字信号简介信号是反映消息的物理量，是消息的表现形式。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。信息可以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信号在电子线路中将信号分为模拟信号和数字信号。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数字信号处理器也得到了越来越广泛的应用。数字通信抗干扰能力强无噪声积累，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，但当信噪比恶化到定程度时，即在适当的距离采用判决再生的方法，再生成没有噪声干扰的和原发送端样的数字信号，所以可实现长距离高质量的传输。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便于加密处理信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理的比模拟通信容易得多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密解密处理。便于存储处理和交换数字通信的信号形式和计算机所用信号致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储处理和交换，可使通信网的管理维护实现自动化智能化。设备便于集成化微型数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小功耗低。便于构成综合数字网和综合业务数字网采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网。占用信道频带较宽路模拟电话的频带为带宽，路数字电话约占，这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因。随着宽频带信道光缆数字微波的大量利用以及数字信号处理技术的发展，数字电话的带宽问题已不是主要问题了。数字滤波器数字滤波器由数字加法器单位延时和常数乘法器组成的种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，即把输入序列通过定的运算变换成输出序列，以达到改变信号频谱的目的。数学公示表示如下通常可以用两种方法实现数字滤波器种方法是把滤波器所完成的运算编成程序并让计算机执行，也就是采用就算机软件实现另种方法是设计专用的数字硬件专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现。存在着两种数字滤波器的的基本类型无限长单位冲击响应滤波器和有限长单位冲击响应滤波器。它们的系统函数分别为式中的称为阶滤波器函数式，中的称为阶滤波器函数。无限长单位冲激响应滤波器的单位冲激响应是无限长的系统函数在有限平面︱︱﹤∞上有极点存在结构上存在着输出到输入的反馈，也就是结构上是递归型的。频率分析任何给定信号的频率分析，都包含着位电话号码第二段第行根据输入的位电话号码产生时域离散信号，并连续发出位号码对应的双音频声音第三段第行对时域离散信号进行频率检测，画出幅度谱第四段第行根据幅度谱的两个峰值，分别查找并确定输入的位电话号码。程序如下双频拨号信号的生成和检测程序信号代表的个数个基频对应的个值行频率向量列频率向量键入位电话号码输入位数字接收端电话号码初值为零分别对每位号码数字处理产生信号，发声，检测计算出第位号码数字,检测与位号码相符的列号,检测与位号码相符的行号为了发声，加长序列构成双音频信号发出声音相邻信号响声之间加秒停顿接收检测端的程序用算法计算点样本列出八点的摸画出点的幅度基频检测门限为查找列号查找行号将位号码表示成个位数，以便显示接收端检测到的号码为显示接收到的位电话号码运行程序，根据提示输入位电话号码，回车后可以听见位电话号码对应的信号的声音，并输出响应的频谱图，如图所示。左上角的第个图在和两点出现峰值，所以对应第位号码数字，依次类推，其他幅图分别表示数字对应的信号的点采样的幅度值。最后显示检测到的电话号码，如图所示。图位电话号码的信号在个近似基频点的幅度图显示检测到的电话号码结束语本文采用算法，实现了对双音多频信号的检测，在环境下，对双音多频信号的解码检测过程进行了模拟仿真。本文只是完成了双音多频拨号系统的软件仿真，如何实现高性价比的硬件系统是下步需要研究和完成的工作。在做界面，做好以后同时会产个文件，只要把代码编写在对应的控件中即可以方便的实现仿真。试验结果表明基于的编解码具有速度快精度高稳定性好以及便于灵活应用等特点。而利用语言，可以较好地快速地进行算法的仿真。致谢本文是在老师的悉心指导下完成的。每当有什么不解之处，老师总是给予详细的解答，而老师对于我们未来的生活更是给予了耐心的指导，并提出了宝贵的建议，使我终身受教。在整个设计过程中，我学习到了许多东西，同时也锻炼了思考和设计能力，使自己明白了学习是个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断学习，提高自身的知识水平和综合素质。相信此次课程设计让我所体会到的人生哲理，必将成为今后生活和学习中的巨大财富，使我终生受益。在此深切的感谢这些帮助，鼓励和关心过我的老师们,参考文献高西全丁玉美阔永红数字信号处理原理实现及应用电子工业出版社,程佩青数字信号处理教程清华大学出版社,年,第二版,侯正信,王国安译数字信号处理基础电子科工业出版社,年赵霞双音多频信号产生及解码研究微电子学,年,第期陈怀琛数字信号处理教程释疑与实现电子工业出版社,石明卫基于算法实现高效多路检测电讯技术,年胡广书数字信号处理理论算法与实现清华大学出版社,年李正周数字信号处理与应用北京清华大学出版社，徐明远，刘增力仿真在信号处理中的应用西安电子科技大学出版社，吴大正信号与线性系统分析高等教育出版社,樊昌信曹丽娜通信原理国防工业出版社,年,第六版丁玉美，高西全编著数字信号处理西安电子科技大学出版社，信号系统的仿真摘要双音多频,信号是音频电话中的拨号信号，由美国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，且容易自动检测识别，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他通信系统中，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信号选择语音菜单进行操作。信号系统是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，其中还用到了变换器在接收端用变换器将其转换成数字信号，并进行数字信号处理。本文着重介绍了种快速的频率检测算法算法的原理，以及该算法在双音多频拨号检测系统中的应用。并根据此算法设计出了相应的滤波器，利用在计算机上对双音多频的信令产生及检测接收系统进行了仿真测试。关键词双音多频，算法，数字信号处理，傅里叶变换Ⅰ，Ⅱ目录摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„数字信号简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„数字滤波器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„频率分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„傅里叶级数及傅里叶变换„„„„„„„„„„„„„„„„变换及系统函数„„„„„„„„„„„„„„„„„„离散系统傅里叶变换„„„„„„„„„„„„„„„双音多频通信系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„双音多频信号简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„双音多频信号的产生„„„„„„„„„„„„„„„„„双音多频信号的检测„„„„„„„„„„„„„„„„„戈泽尔算法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„