参考资料
- https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E9%9F%B3%E5%A4%9A%E9%A2%91
1. DTMF是什么
1.1 DTMF定义
双音多频信号（英语：Dual-Tone Multi-Frequency，简称：DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的一种信令，最常用于拨号时发送被叫号码。不过双音多频的发明，除了缩短拨号时间，也扩展了拨号之外的功能，例如自动总机、交互式语音应答。
1.2 DTMF对键盘的编码
双音多频的拨号键盘是4*4，有10个数字键和6个字符键，每个数字或字符都是由两个单频信号的组合来进行传输。换句话说每一行代表一个高频，每一列代表一个低频。也就是说每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如’1’相当于697和1209赫兹（Hz）。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。 AT&T贝尔实验室提出用DTMF信号作为音频电话的拨号信号，因为这种方式可以提供更高的拨号速率，且容易被自动检测和识别。但反之，DTMF信号的这个优点也很容易变成致命的缺点，因为容易被交换机检测和识别，也就意味着容易被意图为之第三方破解。破解的原理很简单，只要能估计出DTMF信号中两个单频信号的频率值，再根据底下电话机键盘的频率数组表格的对应关系就可以反推出按键值。
2. DTMF信号的产生和发送
2.1 DTMF信号如何产生
可以基于软件或者硬件(一般是芯片)根据下列函数产生对应的数字信号
其中fL和fH分别表示按键所在的行和列对应的频率值。DTM信号本身就是两个不同频率正弦波相加组合而成的。
Matlab中对几个键盘值的表示如下：
fs=8000;
t=(0:800)/fs;
fcolumns1 = 697;fcolumns2 = 770;fcolumns3 = 852;fcolumns4 = 941;
frow1 = 1209;frow2 = 1336;frow3 = 1477;
num0 = sin(2*pi*fcolumns4*t)+sin(2*pi*frow2*t); %數字0
num1 = sin(2*pi*fcolumns1*t)+sin(2*pi*frow1*t); %數字1
num2 = sin(2*pi*fcolumns1*t)+sin(2*pi*frow2*t); %數字2
num3 = sin(2*pi*fcolumns1*t)+sin(2*pi*frow3*t); %數字3
num4 = sin(2*pi*fcolumns2*t)+sin(2*pi*frow1*t); %數字4
num5 = sin(2*pi*fcolumns2*t)+sin(2*pi*frow2*t); %數字5
num6 = sin(2*pi*fcolumns2*t)+sin(2*pi*frow3*t); %數字6
num7 = sin(2*pi*fcolumns3*t)+sin(2*pi*frow1*t); %數字7
num8 = sin(2*pi*fcolumns3*t)+sin(2*pi*frow2*t); %數字8
num9 = sin(2*pi*fcolumns3*t)+sin(2*pi*frow3*t); %數字9
numStar = sin(2*pi*fcolumns4*t)+sin(2*pi*frow1*t); %符號*
numJin = sin(2*pi*fcolumns4*t)+sin(2*pi*frow3*t); %符號#
blank = zeros(size(num1)); %間隔
f = [fcolumns1 fcolumns2 fcolumns3 fcolumns4 frow1 frow2 frow3];
f_Low = [fcolumns1 fcolumns2 fcolumns3 fcolumns4];
f_High = [frow1 frow2 frow3];
2.2 DTMF信号的传输方式
DTMF信号传输现有的两种方案如下：
(1) 用SIP信令的INFO方法携带DTMF信号
该方法是用SIP信令的INFO方法来明文定义代表DTMF信号，但并未定义如何与BICC、移动协议间进行互通
(2) 在RTP媒体传输中携带DTMF信号
该方法是将DTMF信号和媒体流一样，用RTP包来传输，因而没有DTMF信号和媒体流不同步的问题，使用H323信令的VOIP就是采用该种方法，相对来说比较成熟。而其中又分带内传输（In band）和带外传输（Out ofband (RFC2833)）两种。
带内传送和带外传送的解释如下：
a. 带外传输主要通过将DTMF消息封装到协议中进行传送，如H323协议中可以通过Q931和H245进行传送DTMF。
b. 带内传输主要有两种：透明传送和RFC2833方式。所谓透明传送就是将DTMF音作为语音一起打包到RTP中进行发送。由于网络丢包的影响，有时会造成DTMF信号丢失，而且DTMF音混合在语音包中，容易产生偏差，造成信号失真。所以目前普遍采用的是RFC2833方式，就是将DTMF数字按照一定的规则和格式组成一个数据包，然后封装到RTP中发送。接收端接收后进行解析，再还原成相应的DTMF信号，这种方式的优点是对丢包的容错性强以及识别差错率低。
