交换课程设计-一次局内正常通话的呼叫处理程序.doc

课程设计说明书用纸 NO.15一次局内正常通话的呼叫处理程序1.课程设计的目的1.通过设计，掌握程控交换系统的硬件电路组成与作用。2.熟悉系统运行软件和系统管理软件在交换过程中的主要作用。3.通过学习系统实验的联调方法，进一步加强对程控交换机组成的理解。2.课程设计的主要内容1.分析模拟用户线信令处理程序的执行过程。2.分析呼叫控制进程在局内正常呼叫时的SDL图。3.设计方案论证3.1呼叫处理的原理呼叫处理程序负责呼叫的建立、监督、撤销及呼叫处理过程中的一些其他处理。它在整个交换机运行软件中所占的比例并不多，但其运行十分频繁，占用处理机的时间最多。一次普通电话呼叫的处理过程并不复杂，它包括摘机检测、收号、接续并启动计费、挂机监测、拆除接续链路和输出计费数据等操作，即使考虑呼叫过程中的各种异常情况，呼叫处理过程也不十分复杂。但是，一台交换机连接着许多用户线和中继线，在同一时刻会有许多用户同时进行呼叫，而对于每一个呼叫，从摘机呼出到通话结束，要做许多不同工作，有些工作还有一定的实时性要求，如不及时处理，便会造成接续错误或降低服务质量，即使对于多处理机并采用分散控制的程控交换机来说，每个处理机按照分工也担负着大量的处理任务，也会同时面对多个呼叫处理请求。而每一个处理机在同一时刻只能干一件事，这样就产生了矛盾。要使处理机能很好地对整个交换机进行控制，就必须解决以下问题：（1）必须解决多个呼叫同时要求一个处理机进行处理和处理机在同一时刻只能干一件事的矛盾，即呼叫处理程序必须具有并发性。（2）采用什么方法把要处理的各种事情都互不影响地加以处理，而其中有些处理还必须在规定的时间内完成，即呼叫处理程序必须具有实时性。3.2呼叫处理程序的层次结构第一个层次是设备控制程序（硬件接口程序），它们是终端硬件设备与信令程序、呼叫控制程序之间的接口软件。 第二个层次的软件主要是信令处理程序。第三个层次的主要有呼叫控制程序和呼叫服务程序。呼叫控制程序是呼叫处理程序的中枢。呼叫服务程序主要功能是根据呼叫控制程序的要求检索数据库，为呼叫接续提供相关数据。呼叫处理程序的分层结构如图1所示。图1 呼叫处理程序的分层结构3.3呼叫处理过程在数字程控交换系统中，呼叫接续过程都是在呼叫处理程序控制下完成的。一个完整的局内呼叫处理过程描述如下：1.（1）主叫用户摘机在开始时，用户处于空闲状态，电路交换系统对用户进行周期性扫描，监视用户线状态。用户摘机后电路交换系统检测到用户摘机状态。 电路交换系统根据摘机用户端口号查询用户类别、话机类别和服务类别，确定用户有权呼入。（2）送拨号音在用户有权呼入的前提下，电路交换系统为用户寻找一个空闲的收号器，寻找信号音到主叫用户的空闲路由。向主叫用户送拨号音，监视收号器的输入信号，准备收号。（3）收号主叫用户拨第一位号码，收号器收到第一位号后，停拨号音。主叫用户继续拨号，收号器将收到号码按位储存。呼叫处理程序对“已收位”进行计数。将号首送到分析程序进行预译处理。（4）号码分析号码分析对号首进行预译处理，确定呼叫类别，并根据分析结果是本局、出局、长途或特服等来决定还要接收几位号码。根据号码预译结果以及用户订购业务特性决定这一呼叫是否允许接通（如是否限制了长途呼叫或特殊业务等）。当号码收完或后续拨号超时退出后，根据所收号码进行号码分析；根据号码分析结果，假设是局内有效呼叫，则检查被叫用户是否空闲，若空闲，则标志被叫用户为呼入忙状态。（5）测试并预占主、被叫通话路由（6）向被叫用户振铃向被叫用户B振铃；向主叫用户A送回铃音；监视主、被叫用户状态。（7）被叫应答通话被叫摘机应答，电路交换系统检测到后，停振铃和停回铃音；建立A、B用户间通话路由，开始通话；启动计费设备，开始计费； 监视主、被叫用户状态。（8）话终、主叫先挂机假设主叫用户先挂机，电路交换系统检测到以后，进行通话路由复原；停止计费；向被叫用户送忙音。被叫用户挂机复原（9）被叫先挂机另一种可能是被叫用户先挂机。因为是局内市话呼叫，电路交换系统检测到以后，直接进行通话路由复原；停止计费；向主叫用户送忙音。主叫用户挂机复原。呼叫处理过程：整个呼叫处理过程无非是三个步骤的循环执行，即输入处理-输入处理分析处理-内部处理任务执行和输出处理-输出处理输入处理：数据采集，识别接收外部输入的处理请求和其他相关信号。分析处理：内部数据处理部分数据输入信号和现状态，进行分析、判别，给出分析结果,任务执行和输出处理输出命令部分。据分析结果发布一系列控制命令，执行内部某任务或控制相关硬件。呼叫处理过程如图2所示。图2呼叫处理过程2呼叫处理中用到的数据在呼叫处理过程中要用到大量的数据，这些数据可分为暂时性数据和半固定数据两类。1）暂时性数据暂时性数据又称为动态数据，这些数据是在呼叫处理过程中产生的，它们描述了呼叫的进展情况、相应设备的状态及各设备之间的动态链接关系。随着呼叫的进展，这些数据被呼叫处理程序不断修改。从功能的观点来看，有3种暂时性数据：记录一个呼叫工作情况的数据，说明各种设备工作状态的数据和说明系统中电话资源状态的数据。（2）半固足数据半固定数据用以描述交换机的硬件配置和运行环境。半固定数据又分为用户数据和局数据。在呼叫处理的各个不同阶段，呼叫处理程序都要查询相应的用户数据和局数据，根据已定义的用户数据和局数据对接收到的信号进行分析，从而进行不同的处理。一般来说，呼叫处理程序对用户数据和局数据只能查询，维护管理人员可通过人机命令对用户数据和局数据进行修改。图3交换系统结构图呼叫处理程序可以分为输入处理、内部分析处理和输出处理三大部分。输入处理程序的主要任务是对用户线、中继线等进行监视、检测和识别，然后进入队列或相应存储区，以便其他程序取用。输入处理可分为：(1)用户线监视扫描监视用户线状态的变化；(2)中继线线路信号扫描监视中继器的线路信号；(3) 接收数字信号(包括拨号脉冲、双音频拨号信号和多频互控信号等)；(4)接收公共信道信号方式的电话号码；(5)接收操作台的各种信号。分析处理就是对各种输入信息进行分析，以决定下一步干什么。分析处理由分析程序负责执行。按照要分析的信息，分析处理可分为去话分析、号码分析、来话分析、状态分析。图4呼叫流程图3.4信令处理程序3.4.1呼叫处理程序的基本结构呼叫处理基本结构如图5所示。呼叫控制模块呼叫服务模块用户线路信令处理中继线路信令处理MFC发送模块MFC接收模块电话资源管理计费处理用户摘挂机扫描程序拨号数字接收程序线路信令扫描MFC信令扫描发送过程MFC信令扫描发送过程双音多频数字接受过程图5呼叫处理程序的基本结构信令处理程序主要用于信令的发送和接收。对应于不同的信令方式，都设置有相应的信令处理程序。信令处理程序主要有模拟用户线信令处理程序、数字用户线信令处理程序、MFC发送程序和MFC接收程序、NO.7信令处理程序、数字用户线信令处理程序。 信令处理程序一般分为硬件接口程序和信令处理程序两部分。硬件接口程序一般是时钟级程序，主要用来检测硬件设备中出现的事件，并将发现的事件送入队列。信令处理程序级的程序，主要用来对发现的事件进行处理，将发现的事件翻译为标准的内部信令消息送给呼叫控制程序处理。 3.4.2模拟用户线信令处理程序（1）用户摘、挂机扫描程序设本次扫描值为SCN，上次扫描值为LL，0表示回路断开，1表示回路闭，则检测摘机事件的逻辑运算为：LL（非）SCN=1；检测挂机事件的逻辑运算为：LLSCN（非）=1（2）拨号数字的接收由于双音多频信号的传送时长规定大于40毫秒，所以双音多频接收程序的运行周期约为20毫秒。接收原理：双音多瓶接收程序每隔20毫秒运行一次，启动后依次对多个双音收号器进行检查，当发现某个收号器处于工作状态时，就对其接收电路进行扫描、首先检查其状态端SP，若SP端前沿出现，说明该收号器已接收到一位号码，就将号码读出，并将接收到的号码送入相应队列，以便由上一级程序对接收到的号码进行处理。3.4.3中继线路信号处理程序（1）中继线路信号处理程序负责监视各类出、入中继线的状态，识别线信号，将接收到的线路信号报告呼叫控制进程，并根据呼叫控制进程的命令发送线路信号。 （2）中继线路信号处理程序又可分为出中继线路信号处理程序和入中线路信号处理程序。 （3）出中继线路信号处理程序负责发送前向信号，接收后向信号。（4）入中继线路信号处理程序负责接收前向信号，发送后向信号。3.4.4局间数字型线路信号出中继数字线路信号处理由时钟级扫描、驱动过程和出中继信令处理进组成。（1）数字型线路信号在每帧的时隙16中传送，每个话路的线路信号每帧传送一次，由硬件电路提取出来写入线路信号扫描存储器SCN中，SCN占有15个单元，存储单元中，还存储有15个单元LSCN上一次扫描值。 （2）数字线路信号扫描程序是时钟级程序，由时钟级调度程序按20毫秒的周期调度运行。 （3）原理：首先置循环变量i=1，读出扫描存储器第i个单元的内容，将扫描存储器第i个单元的内容与上一次扫描值存储器第i个单元的内容进行“异或操作”，并判断运算结果是否为0，如结果为1，说明相应话路的线路发生了变化，先判断前四位是否发生变化，若前四位发生变化，说明第i个话路的线路信号发生了变化，就将发生变化的话路号码和当前的线路信号编码值送入输入队列报告信号处理进程。然后判断后四位是否发生变化，若发生变化，说明i+15路的线路信号发生了变化，就填写第i+15路输入事件。然后将本次扫描值SCN（i）送入上次扫描值存储单元ASCN（i），为下一个周期的扫描作准备。依次对30个话路大线路进行扫描，处理完毕就返回。3.5呼叫控制程序呼叫控制程序又叫呼叫状态管理程序,是呼叫处理中枢，负责控制呼叫的接续的整个过程，协调指挥与硬件有关的外围模块，如用户线管理模块、计发器信号发送和接收模块、中继线路控制模块的工作，请求呼叫资源管理程序，为呼叫分配各种公共资源，请求呼叫服务程序检索数据和用户数据，控制完成各种不同类别的呼叫。3.6一个完整的局内呼叫处理过程（1）主叫摘机到交换机送拨号音程控交换机按一定周期执行用户线扫描程序，对用户电路进行扫描，检测出呼叫的用户并确定呼叫用户的号码。从外存储器调入该用户的用户数据，然后执行去话分析程序。若分析结果确定是电话呼叫，则找一个从用户通向选组级空闲时隙，把数字化的拨号音在该时隙内选出，使用户听到拨号音。（2）收号和数字分析用户电路接收电话号码，收到第一位号码，即停发拨号音；收到一定位数的号码，交换机就可进行数字分析。数字分析的目的是确定本次呼叫是局内呼叫，还是呼叫他局。（3）来话分析并向被叫振铃若分析结果是局内呼叫，收号完毕和数字分析结果后，从外存储器调入被叫用户数据，执行来话分析程序并测被叫用户忙闲。若空闲，则找到一个从选组通向被叫用户在用户级的空闲时隙，然后向主叫用户送回铃音，向被叫用户送铃流。（4）被叫应答、双方通话由扫描器测出被叫摘机后，即连通主、被叫空闲时隙，建立通话电路，传送铃流和回铃音信号。（5）话终挂机、复原双方通话时，用户电路和扫描器监视是否话终挂机。如主叫挂机，通话电路立即复原，向被叫送忙音。被叫挂机后停送忙音。SDL不仅对系统的行为能用扩展的有限状态机来描述，而且能够清楚表达功能部件之间的通信关系和定时器功能。因而采用SDL语言可以方便、直观、准确的表达呼叫处理过程。 SDL图描述的是一个激励响应过程。在呼叫处理过程中，SDL图描述某一状态下，给予一输入信号，然后会带来一系列分析处理动作，输出响应命令（任务执行或输出控制命令），引起状态转移。常用的图形符号：1、状态2、输入3、输出 4、判别5、任务把一次接续划分为很多较长时间内稳定不变的稳定状态，如空闲、收号、振铃、通话等。交换机由一个稳定状态变化到另一个稳定状态(实际就是交换动作)叫做状态迁移。所以引入这样的概念是因为当监视处理要求时，正好是交换机处于稳定状态，而执行所要求的处理时(称执行任务)，正好是使交换机从某一稳定状态变化到其他稳定状态，即状态迁移。我们把引起状态迁移的原因叫做“事件”，处理状态迁移的工作叫做“任务”，识别启动原因的处理叫做监视处理，也叫做输入处理。输入处理的程序叫做输入程序；分析事件以确定执行何种任务的程序叫做任务分析程序；控制状态迁移的程序叫做任务执行程序。在任务执行中把与硬件动作有关的程序，从任务执行中分离出来，作为独立的输出程序。呼叫控制程序SDL图如图6所示。图6呼叫控制程序SDL图4.设计结果分析用户打电话，分为4个过程：用户起呼交换机送出“拨号音”；用户拨号交换机送出被叫信息音；用户通话；结束通话，双方挂机;（1）主叫用户摘机，发出呼叫请求交换机送出“拨号音”。信息采集：首先1号用户摘机，该摘机动作对应的是用户回路的状态由断开到接通的变化，这种变化被1号用户所在的本地网端局(A局)交换机通过周期性的“用户扫描监控程序”识别；信息分析处理：呼叫处理进程被激活后，根据主叫用户对应的用户线的物理连接位置(设备码)，检索和分析主叫用户数据，以区分用户的用户线类别、话机类别等信息，这些信息对于一个呼叫的处理是必不可少的。输出驱动指令：交换机送出拨号音，准备收号（在对主叫用户的上述分析结束后，如果判定这是一个可以继续的呼叫，交换机A就寻找一个空闲的收号器并把它连接到主叫用户回路上去，同时连接的还有作为提示的拨号音。）（2）用户拨号交换机送出被叫信息音信息采集：主叫用户拨出被叫用户号码，由连接在用户环路上的收号器进行接收、存储，并将号首报告给呼叫处理程序中的数字分析程序进行分析，呼叫处理程序在收到首位号码后应断开拨号音。 信息分析处理：交换机A根据用户所拨的被叫号码进行分析，分析结果为长途呼叫，则交换机A查找它的路由表，选择一条空闲的至西安长途局B的出局路由。输出驱动指令：接通至被叫用户，向主/被叫用户送振铃信号（3）被叫用户应答，双方通话信息采集：当2号用户听到振铃音后，摘机应答。这个动作引起2号用户环路的状态变化会被D局交换机检测到；信息分析处理：此时分析程序判断出双方用户已接通，便通知呼叫处理程序，断开向2号用户发送的铃流及向主叫用户回送的回铃音，接通预占的主、被叫之间的通路。此时A局会根据计费类别的需要启动计费程序。输出驱动指令此时交换机输出以上驱动程序指令.此时1号用户-A局-B局-C局-D局-2号用户之间的通话话路建立，两用户进行通话，同时对1号用户进行计费。（4）结束通话，双方挂机通话结束后，可能是1号用户先挂机，也可能是2号用户先挂机。假设1号用户挂机，则首先由A局检测到，A局将该信息通过B、C局报告给D局，D局向2号用户送忙音，同时停止向1号用户计费，开始进行拆除话路。2号用户挂机后，通话彻底结束，拆除1号用户A局B局C局D局2号用户之间