DTMF產(chǎn)生傳輸及檢測軟件仿真課程設(shè)計(jì)

1、燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書DTMF通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真燕山大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院通信電子教研室 1、任務(wù)、性質(zhì)與意義用數(shù)學(xué)模型的方法對信息傳輸?shù)倪^程進(jìn)行仿真，是分析、設(shè)計(jì)及改進(jìn)通信系統(tǒng)性能的重要手段。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是綜合運(yùn)用通信原理、數(shù)字信號處理等課程所學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)一個雙音多頻(DTMF)信號傳輸過程的軟件仿真。本次課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)是通信原理、數(shù)字信號處理等課的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)。它的意義在于，通過本次課程設(shè)計(jì)可以從理論上加深對有關(guān)通信、數(shù)字信號處理原理的綜合理解，了解DTMF信號原理和用數(shù)字信號處理的方法實(shí)現(xiàn)DTMF信號的產(chǎn)生、傳輸與檢測的過程。還可以從實(shí)踐能力上掌握一門新的計(jì)算機(jī)編程工具M(jìn)ATLAB

2、語言。2、基本原理2.1 雙音多頻(DTMF)信號雙音多頻(DTMF)信號就是用兩個不同頻率的音頻信號的組合來傳輸信息的一種通信信號形式，可以用數(shù)學(xué)式表示為 （1）圖1 DTMF撥號頻率標(biāo)準(zhǔn)式中fH和fL分別是高頻組和低頻組的兩個信號頻率。對這兩個頻率的要求是：1、位于人而能夠聽到的音頻頻率范圍內(nèi)；2、頻率間隔近似為樂音音階的頻率間隔（按十二平均律，相鄰各個音的頻率呈等比關(guān)系，其比值約為1.059463，例如C3 130.8Hz，C4=261.7Hz，D4 293.7）。這種信號在電話線路上傳輸，而且聲音悅耳。在電話系統(tǒng)中，高低頻組的頻率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如圖1所示。DTMF最早應(yīng)用是在電話通信系統(tǒng)

3、中作為控制信令使用的。在電話通信系統(tǒng)中，最早的控制信令是使用直流脈沖信號。脈沖撥號方式是由接在旋轉(zhuǎn)撥盤位置上的開關(guān)或電子開關(guān)控制二線電路的通與斷。每撥出一位數(shù)字，都有唯一一串電流脈沖相對應(yīng)，圖2 中給出了數(shù)字3的電流脈沖序列。每個脈沖周期通常為100ms，其中有40%的占空時間，在人工控制條件下，兩個相繼數(shù)字的時間間隔可以從0.5S到數(shù)秒之間變化不等。由此可見，利用撥號脈沖撥號，發(fā)送一個10位長的號碼大約需要7秒的時間。圖2 脈沖撥號示意圖當(dāng)采用DTMF撥號方式時，號碼的每一個數(shù)字用一對音頻表示，話機(jī)中有8個單音頻，分為兩組，通過撥號盤選撥號碼時，各位數(shù)字由觸鍵開關(guān)輸入，其對應(yīng)的某個頻率對（高

4、頻和低頻）同時傳輸，圖3所示為各頻率對應(yīng)位置。對DTMF信號所規(guī)定的指標(biāo)為：傳送速率為每秒10個數(shù)字，即每個數(shù)字100ms。每個數(shù)字傳送過程中，信號必須存在至少45ms，且不得多于55ms，100ms里其余時間是靜音。另外ITU (國際電信聯(lián)盟)還規(guī)定，DTMF信號在每個頻率點(diǎn)上允許有1.5%的偏移，任何超出給定3.5%的信號認(rèn)為無效，拒絕承認(rèn)接收。還規(guī)定，在最壞檢測條件下，信噪比不得低于15dB。顯然。DTMF的撥號方式比雙脈沖撥號方式可快至10倍，明顯縮短了撥號時間。而且DTMF撥號方式發(fā)出的信號抗干擾能力大大高于脈沖撥號方式。因此，目前普遍使用DTMF撥號方式。采用DTMF信號，用話音頻

5、率發(fā)送數(shù)字，可以避免占用額外的信道，又比脈沖撥號方式節(jié)約時間。在通信、測量、控制、自動服務(wù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在基于電話的各種信息服務(wù)系統(tǒng)中，廣泛使用了DTMF信號來傳送按鍵操作信息。利用這種按鍵信息，人們可以直接通過電話查詢所需要的信息以及進(jìn)行各種遠(yuǎn)程控制。在實(shí)際系統(tǒng)中，首次撥號由程控交換機(jī)識別，完成主叫與被叫之間的接續(xù)；二次乃至多次撥號的識別以及操作由用戶系統(tǒng)自己完成。DTMF信號還可以用來在話音信道上傳送各種類型的控制指令，例如利用電話控制家用電器的啟停，傳送遠(yuǎn)方的狀態(tài)監(jiān)測信息。目前DTMF信號已經(jīng)不僅僅限于在電話系統(tǒng)中應(yīng)用，在測量、控制、遙測遙控等各個領(lǐng)域都有應(yīng)用。2.2 DTMF信

6、號的硬件產(chǎn)生與檢測通常是用硬件產(chǎn)生和檢測DTMF信號。已經(jīng)有多種專用的產(chǎn)生和檢測DTMF信號的集成電路器件。具有代表性的DTMF發(fā)送、接收器的型號為MT8860, MT8862, MT8870, MT8872等。 圖3 DTMF信號發(fā)送器電路原理DTMF信號發(fā)送器電路原理如圖3所示，它主要包括：(1)晶體振蕩器外接晶體(通常采用3.58MHz)與片內(nèi)電路構(gòu)成振蕩器、經(jīng)分頻產(chǎn)生參考信號。(2)鍵控可變速率時鐘產(chǎn)生電路它是一種可變分頻比的分頻器，通常由n級移位寄存器與鍵控反饋邏輯單元組成。(3)正弦波產(chǎn)生電路它出正弦波編碼器與DA變換器構(gòu)成。通常可變速時鐘信號先經(jīng)過5位移位寄存器，產(chǎn)生組5位移位代

7、碼，再由可編程邏輯陣列(PLA)將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼，送到DA變換器轉(zhuǎn)換成臺階形正弦波。顯然臺階的寬度等于時鐘頻率的倒數(shù)，這樣形成的正弦波頻率必然對應(yīng)于時鐘的速率和按鍵的號碼。(4)混合電路將鍵盤所對應(yīng)產(chǎn)生的行、列正弦波信號(即低高群fL、fH單音)相加，混合成雙音信號而輸出。(5)附加功能單元，如含有單音抑制、輸出控制(禁止)、雙鍵向按無輸出等控制電路。DTMF接收器主要包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖4所示。DTMF接收信號先經(jīng)高、低群帶通濾波進(jìn)行fL/fH區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路fL/fH信號輸出。該兩路信號經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對應(yīng)于

8、16種DTMF信號音對的4比特二進(jìn)制碼(L1一L4)。圖4 硬件接收DTMF信號的電路原理2.3 雙音多頻信號軟件產(chǎn)生與檢測近年來DTMF也應(yīng)用在交互式控制中，諸如語言菜單、語言郵件、電話銀行和ATM終端等。將DTMF信令的產(chǎn)生與檢測集成到任一含有數(shù)字信號處理器(DSP)的系統(tǒng)中，是一項(xiàng)較有價值的工程應(yīng)用。為了產(chǎn)生DTMF信號，DSP用軟件產(chǎn)生兩個正弦波疊加在一起后發(fā)送，軟件具體實(shí)現(xiàn)方式可以有三種方法：（1）用軟件模擬DSP的方式產(chǎn)生兩個數(shù)字正弦波振蕩器并把輸出合成起來，建立所希望的雙音頻。（2）通過產(chǎn)生的某頻率的方波后再附加濾波器濾出二次以上的諧波，產(chǎn)生DTMF信號。（3）查表輸出產(chǎn)生DTM

9、F信號。軟件檢測DTMF信號主要有以下方法：（1）利用離散傅立葉變換(DFT)及其快速算法(FFT)，求取DTMF信號頻譜的峰值點(diǎn)，進(jìn)而利用峰值點(diǎn)的頻率判斷發(fā)送的數(shù)字。這種方法的缺點(diǎn)是計(jì)算量大，不利于實(shí)時處理。但是如果使用MATLAB軟件仿真則可以用很簡單的幾條語句實(shí)現(xiàn)。（2）對于DTMF信號的波形，波形過零點(diǎn)數(shù)量決定了低頻信號的頻率，而極值點(diǎn)數(shù)量決定了高頻信號的頻率。因此通過軟件分別計(jì)算出高頻頻率和低頻頻率，從而實(shí)現(xiàn)DTMF的解碼。 這里選擇采樣頻率為8K，已知每一個信號的頻率至少持續(xù)40ms的時間，我們對DTMF采樣160個點(diǎn)，即20ms，這樣總會有一個20ms的采樣點(diǎn)全部落在40ms的發(fā)

10、送范圍內(nèi)，對采樣的點(diǎn)進(jìn)行6次求和取平均，去掉噪聲成分，然后分別計(jì)算過零點(diǎn)的數(shù)目a和極值點(diǎn)的數(shù)目b，對應(yīng)頻率可以計(jì)算為：既然可以求出DTMF信號的一組頻率值，那么就可以得出對應(yīng)電話號碼值。這種算法比較適合于單片機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)，但是其抗噪聲性能較差。 （3）計(jì)算接收到的DTMF信號在8個既定頻率的能量，進(jìn)而確定是否有DTMF信號到達(dá)以及收到的是哪一對信號，此外通過計(jì)算接收信號的總能量來防止誤判。采用Geortzel算法可進(jìn)一步提高計(jì)算效率，Goertzel算法實(shí)質(zhì)是一個兩極點(diǎn)的IIR濾波器，對應(yīng)每一個頻點(diǎn)有一個匹配濾波器，在抽樣時刻檢測。這種方法理論上屬于最佳接收方法，而且算法有利于用DSP實(shí)現(xiàn)。在本

11、次課程設(shè)計(jì)中要求使用這種方法。DTMF解碼即是在輸入信號中搜索出有效的行頻和列頻。2.4 數(shù)字正弦波振蕩器原理數(shù)字正弦波振蕩器的功能是利用數(shù)字信號處理的方法產(chǎn)生正弦波信號的抽樣序列?；驹硎牵涸O(shè)數(shù)字正弦波振蕩器要產(chǎn)生的波形為 （1）則其Z變換為上式的分子與分母同時乘以y(n)可以看作是一個單位沖擊函數(shù)激勵了一個線性系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)。這個線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)就是Y(z)。由Y(z)可以寫出該線性系統(tǒng)的差分方程：式中為數(shù)字角頻率。令輸入x(n)為單位沖擊函數(shù)，即則可以得到下面的遞推方程當(dāng)n2時， (2) 實(shí)現(xiàn)時，首先將每個頻率常數(shù)存在一個表中，用來初始化給定鍵的振蕩器；再按照(2)進(jìn)行迭代計(jì)算，就得

12、到正弦序列的輸出；將兩個這樣的輸出疊加即可得到雙音頻的輸出。每個數(shù)字輸出的樣本數(shù)取決于數(shù)字速率與采樣速率。雙音頻中的每一個音調(diào)之后都是同樣長度的無音周期，從而可以檢測到按鍵的釋放。2.5 數(shù)字匹配濾波器原理（Geortzel算法）計(jì)算接收到的DTMF信號在8個既定頻率的能量，進(jìn)而 確定是否有DTMF信號到達(dá)以及收到的是哪一對信號，此外通過計(jì)算接收信號的總能量來防止誤判。為滿足檢測8個DTMF頻點(diǎn)（偏差1.5%），需計(jì)算256點(diǎn)FFT，因只對8個頻點(diǎn)感興趣，故可以直接計(jì)算8個頻點(diǎn)附近的DFT ,計(jì)算數(shù)字信號的頻譜可以采用DFT及其快速算法FFT，而在實(shí)現(xiàn)DTMF解碼時，采用Goertzel算法要

13、比FFT更快。通過FFT可以計(jì)算得到信號所有譜線，了解信號整個頻域信息，而對于DTMF信號只用關(guān)心其8個行頻/列頻及其二次諧波信息即可（二次諧波的信息用于將DTMF信號與聲音信號區(qū)別開）。此時Goertzel算法能更加快速地在輸入信號中提取頻譜信息。Goertzel算法實(shí)質(zhì)是一個兩極點(diǎn)的IIR濾波器，其算法原理框圖如圖5。圖5 Geortzel算法信號流圖對應(yīng)每一個頻點(diǎn)有一個匹配濾波器，第k個頻率匹配濾波器的傳遞函數(shù)為其中， ， 對應(yīng)的前、后向差分方程為：后一個方程無需全部計(jì)算，只需要在n=N時刻，即最后的輸出時刻計(jì)算。如果考慮同步相位誤差，也可以在n=N時刻附近計(jì)算一段時間內(nèi)的輸出。前向差分

14、方程也可以改寫為便于計(jì)算的遞歸形式：并令初始值為。在n=N時刻既可以得到所需要的X(k)。由于在DTMF檢測中，輸入的信號是實(shí)數(shù)序列，并不需要檢測出8個行頻/列頻的相位，只需要計(jì)算出其幅度平方即可。因此計(jì)算|X(k)|2如下：這里分別表示狀態(tài)變量在N和N-1時刻的值。在輸入信號中檢測DTMF信號，并將其轉(zhuǎn)換為實(shí)際的數(shù)字，這一解碼過程本質(zhì)是連續(xù)的過程，需要在輸入的數(shù)據(jù)信號流中連續(xù)地搜索DTMF信號頻譜的存在。整個檢測過程分兩步：首先采用Goertzel算法在輸入信號中提取頻譜信息；接著作檢測結(jié)果的有效性檢查。2.6 仿真系統(tǒng)框圖鍵控輸入DTMF信號的產(chǎn)生DTMF信號檢測電話信道判斷輸出高斯噪聲圖

15、6 仿真系統(tǒng)框圖軟件流程圖（1） 輸入鍵號（2） 生成DTMF信號（時域、頻域顯示）（3） 產(chǎn)生高斯噪聲（時域、頻域顯示）（4） 信道傳輸（高斯白噪聲信道，可選作帶限濾波器信道）（5） 接收端隨機(jī)延遲（30個點(diǎn)以內(nèi)）（6） 匹配濾波接收（7） DTMF信號到達(dá)檢測（8） DTMF信號識別（時域、頻域顯示）（9） DTMF鍵號識別3. 工作內(nèi)容與思考題3.1 工作內(nèi)容1、設(shè)計(jì)計(jì)算正弦波數(shù)字振蕩器、數(shù)字匹配濾波器的參數(shù)；2、用MATLAB語言設(shè)計(jì)一個利用DTMF信號傳輸學(xué)號代碼的仿真系統(tǒng)。觀察下列信號的波形：學(xué)號代碼的非歸零基帶信號、DTMF信號、信道加入噪聲、接收信號、匹配濾波器輸出、譯碼判決結(jié)

16、果；3、利用仿真的系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾性能等方面的試驗(yàn)分析，試驗(yàn)分析的具體內(nèi)容詳見思考題。3.2 思考題1 分析DTMF信號的頻譜，為什么DTMF信號能夠在電話信道傳輸，要求的帶寬為多少？2 設(shè)信噪比分別為20dB，10dB，0dB， -6dB，-10dB，-20dB，分析在理想（信道無失真）情況下，仿真計(jì)算誤碼率與信噪比的關(guān)系，并與理論分析結(jié)果比較。3 仿真分析匹配濾波器中心頻率誤差對DTMF信號檢測有什么影響？4 仿真分析DTMF信號的時間長度對信號的檢測有什么影響？ 5 如果在匹配濾波器前插入FIR帶通濾波器，通頻帶在600-1800Hz之間。用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR帶通濾波器，并分析插入帶通濾波

17、器對檢測性能有什么影響？4 設(shè)計(jì)要求1、自學(xué)復(fù)習(xí)通信原理、數(shù)字信號處理的有關(guān)內(nèi)容，掌握算法原理； 2、掌握MATLAB語言的使用；3、完整實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)，發(fā)送自己的學(xué)號，接收自己的學(xué)號；4、記錄觀察到的各種波形；5、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。報(bào)告統(tǒng)一使用B5紙，統(tǒng)一報(bào)告封面，報(bào)告篇幅以3000字為宜。報(bào)告中要有設(shè)計(jì)目的；設(shè)計(jì)基本內(nèi)容及步驟；每一步中應(yīng)用的原理方法；試驗(yàn)仿真結(jié)果及相關(guān)波形；對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的性能分析。報(bào)告正文用手寫，圖、程序可以打印作為附件。5編程工具M(jìn)ATLAB簡介（亦可以采用C語言、C+、VC、VB等編程語言實(shí)現(xiàn) ）5.1 基本運(yùn)算與函數(shù) 在MATLAB下進(jìn)行基本數(shù)學(xué)運(yùn)算，只需將運(yùn)算式直

18、接打入提示號（）之后，并按入Enter鍵即可。例如： (5*2+1.3-0.8)*10/25 ans = 4.2000 MATLAB會將運(yùn)算結(jié)果直接存入一變量ans，代表MATLAB運(yùn)算后的答案（Answer），并顯示其數(shù)值于屏幕上。（為簡便起見，在下述各例中，我們不再印出MATLAB的提示號。） 我們也可將上述運(yùn)算式的結(jié)果設(shè)定給另一個變量x： x = (5*2+1.3-0.8)*102/25 x = 42 此時MATLAB會直接顯示x的值。若不想讓MATLAB每次都顯示運(yùn)算結(jié)果，只需在運(yùn)算式最後加上分號（；）即可。 由上例可知，MATLAB認(rèn)識所有一般常用到的加（+）、減（-）、乘（*）、除

19、（/）的數(shù)學(xué)運(yùn)算符號，以及冪次運(yùn)算（）。MATLAB將所有變量均存成double的形式，所以不需經(jīng)過變量聲明。MATLAB同時也會自動進(jìn)行存儲器的使用和回收，而不必像C語言，必須由使用者一一指定。變量也可用來存放向量或矩陣，并進(jìn)行各種運(yùn)算，如下例的行向量（Row vector）運(yùn)算：x = 1 3 5 2; y = 2*x+1 y = 3 7 11 5 5.2 控制命令 5.2.1 for語句，其基本形式為： for 變量 = 矩陣； 運(yùn)算式； end其中變量的值會被依次設(shè)定為矩陣的每一行，來執(zhí)行介于for和end之間的運(yùn)算式。因此，若無意外情況，運(yùn)算式執(zhí)行的次數(shù)會等于矩陣的行數(shù)。 舉例來說，

20、下列命令會產(chǎn)生一個長度為6的調(diào)和數(shù)列：x = zeros(1,6); % x是一個16的零矩陣 for i = 1:6, x(i) = 1/i; end while語句 基本形式為： while 條件式； 運(yùn)算式； end 也就是說，只要條件示成立，運(yùn)算式就會一再被執(zhí)行。例如先前產(chǎn)生調(diào)和數(shù)列的例子，我們可用while圈改寫如下： x = zeros(1,6); % x是一個16的零矩陣 i = 1; while i 0.5, disp(Given random number is greater than 0.5.); end MATLAB文件 若要一次執(zhí)行大量的MATLAB命令，可將這些命令

21、存放于一個擴(kuò)展名為m的文件。包含MATLAB命令的文件都以m為擴(kuò)展名，因此通稱m文件，只要直接鍵入文件名，就可執(zhí)行其所包含的命令。嚴(yán)格來說，m文件可再細(xì)分為命令集（Scripts）及函數(shù)（Functions）。 命令集的效果和將命令逐一輸入完全一樣，因此若在命令集可以直接使用工作空間的變量，而且在命令集中設(shè)定的變量，也都在工作空間中看得到。 函數(shù)則需要用到輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)來傳遞變量，這就像是C語言的函數(shù)。在調(diào)用函數(shù)時，你只能經(jīng)由輸入?yún)?shù)來控制函數(shù)的輸入，經(jīng)由輸出參數(shù)來得到函數(shù)的輸出，但所有的暫時變量都會隨著函數(shù)的結(jié)束而消失。5.3 MATLAB常用的數(shù)學(xué)函數(shù)abs(x)：標(biāo)量的絕對值或向量的

22、長度 angle(z)：復(fù)數(shù)z的相角(Phase angle) sqrt(x)：開平方 real(z)：復(fù)數(shù)z的實(shí)部 imag(z)：復(fù)數(shù)z的虛部 conj(z)：復(fù)數(shù)z的共軛復(fù)數(shù) round(x)：四舍五入至最近整數(shù) fix(x)：無論正負(fù)，舍去小數(shù)至最近整數(shù) sign(x)：符號函數(shù)。當(dāng)x0時，sign(x)=1。rem(x,y)：求x除以y的余數(shù) gcd(x,y)：整數(shù)x和y的最大公因數(shù) lcm(x,y)：整數(shù)x和y的最小公倍數(shù) exp(x)：自然指數(shù) pow2(x)：2的指數(shù) log(x)：以e為底的對數(shù)，即自然對數(shù)或 log2(x)：以2為底的對數(shù) log10(x)：以10為底的對數(shù)

23、 sin(x)：正弦函數(shù) cos(x)：余弦函數(shù) tan(x)：正切函數(shù) asin(x)：反正弦函數(shù) acos(x)：反馀弦函數(shù) atan(x)：反正切函數(shù) min(x): 向量x的元素的最小值 max(x): 向量x的元素的最大值 sort(x): 對向量x的元素進(jìn)行排序（Sorting） length(x): 向量x的元素個數(shù) sum(x): 向量x的元素總和 cumsum(x): 向量x的累計(jì)元素總和 dot(x, y): 向量x和y的內(nèi)積 cross(x, y): 向量x和y的外積 5.4 MATLAB 繪圖 MATLAB不但擅長于矩陣相關(guān)的數(shù)值運(yùn)算，還適合于各種科學(xué)繪圖。這里簡介幾種

24、基本平面繪圖命令。 plot是繪制一維曲線的基本函數(shù)，但在使用此函數(shù)之前，需要先定義曲線上每一點(diǎn)的x及y座標(biāo)。下例可畫出一條正弦曲線： close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100個點(diǎn)的x座標(biāo) y=sin(x); % 對應(yīng)的y座標(biāo) plot(x,y); MATLAB基本繪圖函數(shù) plot: x軸和y軸均為線性刻度（Linear scale） loglog: x軸和y軸均為對數(shù)刻度（Logarithmic scale） semilogx: x軸為對數(shù)刻度，y軸為線性刻度 semilogy: x軸為線性刻度，y軸為對數(shù)刻度 若要畫出多條曲線，只需將座標(biāo)對依次

25、放入plot函數(shù)即可： plot(x, sin(x), x, cos(x); 若要改變顏色，在座標(biāo)對後面加上相關(guān)字串即可： plot(x, sin(x), c, x, cos(x), g); 若要同時改變顏色及圖線型態(tài)（Line style），也是在座標(biāo)對後面加上相關(guān)字串即可： plot(x, sin(x), co, x, cos(x), g*); plot繪圖函數(shù)的叁數(shù) 字符 顏色字符圖線型態(tài)y 黃色. 點(diǎn)k 黑色o 圓w 白色x xb 藍(lán)色+ +g 綠色* *r 紅色- 實(shí)線c 亮青色: 點(diǎn)線m 錳紫色-. 點(diǎn)虛線 用subplot來同時畫出數(shù)個小圖形于同一個視窗之中：例如： subplo

26、t(2,2,1); plot(x, sin(x); subplot(2,2,2); plot(x, cos(x); 5.5 MATLAB幫助MATLAB功能強(qiáng)大，命令眾多，很難記全，但是MATLAB提供了友好的幫助界面。因此利用MATLAB提供的幫助可以方便使用，邊用邊學(xué)。MATLAB幫助界面有兩種形式：命令行幫助和網(wǎng)頁瀏覽幫助。這里僅簡單介紹命令行幫助。在MATLAB命令（command）窗口中鍵入help XXX，MATLAB就會給出相應(yīng)命令的功能、語法解釋。例如，在MATLAB命令（command）窗口中鍵入help plotMATLAB就會給出如下提示：PLOT Linear plot

27、. PLOT(X,Y) plots vector Y versus vector X. If X or Y is a matrix, then the vector is plotted versus the rows or columns of the matrix, whichever line up. If X is a scalar and Y is a vector, length(Y) disconnected points are plotted.PLOT(Y) plots the columns of Y versus their index.If Y is complex,

28、PLOT(Y) is equivalent to PLOT(real(Y),imag(Y). In all other uses of PLOT, the imaginary part is ignored. Various line types, plot symbols and colors may be obtained with PLOT(X,Y,S) where S is a character string made from one element from any or all the following 3 columns: b blue . point - solid g

29、green o circle : dotted r red x x-mark -. dashdot c cyan + plus - dashed m magenta * star y yellow s square k black d diamond v triangle (down) triangle (up) triangle (right) p pentagram h hexagramFor example, PLOT(X,Y,c+:) plots a cyan dotted line with a plus at each data point; PLOT(X,Y,bd) plots

30、blue diamond at each data point but does not draw any line.PLOT(X1,Y1,S1,X2,Y2,S2,X3,Y3,S3,.) combines the plots defined by the (X,Y,S) triples, where the Xs and Ys are vectors or matrices and the Ss are strings. For example, PLOT(X,Y,y-,X,Y,go) plots the data twice, with a solid yellow line interpo

31、lating green circles at the data points. The PLOT command, if no color is specified, makes automatic use of the colors specified by the axes ColorOrder property. The default Color Order is listed in the table above for color systems where the default is blue for one line, and for multiple lines, to

32、cycle through the first six colors in the table. For monochrome systems, PLOT cycles over the axes LineStyleOrder property.PLOT returns a column vector of handles to LINE objects, one handle per line. The X,Y pairs, or X,Y,S triples, can be followed by parameter/value pairs to specify additional pro

33、perties of the lines. 6. 程序與波形示例部分程序代碼如下：%General parameterclear all;t_symbol=0.1;f_sample=8000;t_sample=1/8000;frequency_LL=697 770 852 941;frequency_HH=1209 1336 1477 1633;symbols=1 2 3 a ;4 5 6 b ;7 8 9 c;# 0 * d;ID_string=input(please input your Identical String,s)SNR_dB =input(please input SNR

34、in dB);SNR=power(10,SNR_dB/10);signal_amplitude=1;power_of_signal=1;sigma=sqrt(1/SNR);LL=length(ID_string);total_ss=;for nn=1:LL row,col=identify_ID(ID_string(nn); ss1,ss2=generate_DTMF_signal(row,col); ss=ss1+ss2; total_ss=total_ss ss;endfigurenoise=sigma*randn(1,length(total_ss);zz=total_ss + nois

35、e;subplot(2,1,1);plot(zz);subplot(2,1,2);plot(abs(fft(zz);zzz=zz;%detect signal starting positionNN1=t_symbol/t_sample;NN2=NN1/2;NN=length(zzz)/NN1;vector=1,NN1,-500,500; % 符號檢測for nn=0:NN-1 %對N個符號檢測 figure for k=1:4 %對低頻組4個匹配濾波器運(yùn)算 ss(1)=1; ss(2)=0; coef=2*pi*frequency_LL(k)/f_sample; b0=sin(coef); a1=2*cos(coef); for n=3:NN1 ss(n)=a1*ss(n-1)-ss(n-2)+b0 * zzz(n+nn*NN1); end %匹配濾波器輸出信號的模值 XX(k)=0; for tt=1:5, XX(k)=XX(k)+ss(NN2-tt)*ss(NN2-tt); end XX(k) subplot(4,2,k); plot(ss,r); AXIS (vector); end for k=1:4 %對高頻組4個匹配濾波器運(yùn)算 ss(1)=1; ss(2)=0;