SIP Intro --- DTMF (轉貼&精簡)

DTMF (Dual Tone Multi-Frequency)

本文參考來源以及RFC2833


DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）signaling，逐漸在全世界範圍內使用在按鍵式電話機上，因其提供更高的撥號速率，迅速取代了傳統轉盤式電話機使用的撥號脈衝信令。在VOIP中，DTMF仍是發揮著重要的作用。

一個DTMF信號由兩個頻率的音訊信號疊加構成。這兩個音訊信號的頻率來自兩組預分配的頻率組：行頻組或列頻組。每一對這樣的音訊信號唯一表示一個數位或符號。產生DTMF信號，就是利用兩個不同頻率的正弦波疊加以後形成的波形，解碼時則採用改進的Goertzel演算法，從頻域搜索兩個正弦波的存在。

1209 Hz   1336 Hz     1477 Hz    1633 Hz
ABC        DEF
697 Hz     1          2          3         A
GHI        JKL        MNO
770 Hz     4          5          6         B
PRS        TUV        WXY
852 Hz     7          8          9         C
oper
941 Hz     *          0          #         D

DTMF在VOIP中的解決方案
由於在IP網中的通信傳輸是採packet switch而不是傳統領域中的circuit switch以及IP網的不穩定的特性，DTMF在VOIP中應用的解決方案和傳統有所不同，並且暫時還未統一，有多種解決方案。主要有下列幾種:

1.用SIP的INFO方法攜帶DTMF信號

2.在RTP媒體傳輸中攜帶DTMF信號(此種又有In band與Out of band之分)

3.動態生成DTMF音訊信號


關於DTMF信號的時間間隔，CCITT對DTMF信號規定的指標是，傳送/接收率為每秒10個數字，即每個數字100ms。代表數字的音頻信號必須持續至少45ms，但不超過55ms。100ms內其他時間為靜音，以便區別連續的兩個按鍵信號。


Goertzel演算法
DTMF解碼即是在輸入信號中搜索出有效的行頻和列頻。計算數位信號的頻譜可以採用DFT及其快速演算法FFT，而在實現DTMF解碼時，採用Goertzel演算法要比FFT更快。通過FFT可以計算得到信號所有譜線，瞭解信號整個頻域資訊，而對於DTMF信號只用關心其8個行頻/列頻及其二次諧波資訊即可（二次諧波的資訊用於將DTMF信號與聲音信號區別開）。此時Goertzel演算法能更加快速的在輸入信號中提取頻譜資訊。

Discrete Fourier Transform (DFT)
Fast Fourier Transform (FFT)