存储程序控制原理

1、l设用户A和用户B位于同一个交换机内，且两个用户均处于空闲状态。在某个时刻，用户A要发起与用户B的一个呼叫，即主叫为A、被叫为B，则交换机对这个本局呼叫的基本处理过程如下表所示。l通过上面对一个本局呼叫的基本呼叫过程的描述，我们不难发现整个呼叫处理过程就是处理机在某个状态，监视、识别外部来的各种输入信号（例如用户摘挂机、拨号等），然后进行分析，执行任务和输出信号（例如振铃、送各种信号音等），进入另外一个状态，再进行监视、识别输入信号、再分析、执行、输出信号的过程，我们可以通过图4.1来进一步说明这种呼叫处理的特点。l从上图 可知，一个呼叫处理的过程可以分为几个阶段，每个阶段对应一个稳定的状态，

2、在每个稳定状态下，只有当交换机检测到输入信号时，才进行分析处理和任务执行，任务执行的结果往往要产生一些输出信号，然后跃迁到另一个稳定的状态，如此反复。 呼叫处理的过程具有以下的特点：呼叫处理的过程具有以下的特点：l整个呼叫处理过程可分为若干个阶段，每个阶段可以用一个稳定的状态来表示；l整个呼叫处理的过程就是在一个稳定状态下，处理机监视、识别输入信号，进行分析处理，执行任务和输出命令，然后跃迁到下一个稳定状态的循环过程；l两个稳定的状态之间要执行各种处理；l在一个稳定状态下，若没有输入信号，状态不会迁移；l相同的输入信号在不同的状态下会有不同的处理，并迁移到不同的状态；l在同一状态下，对不同输入

3、信号的处理是不同的；l在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得出不同结果l通过上述对呼叫处理过程特点的分析，我们可以将呼叫处理过程划分为以下三个部分：（1）输入处理 在呼叫处理的过程中，输入信号主要有摘机信号、挂机信号、所拨号码和超时信号，我们把这些输入信号也叫做事件，输入处理就是指识别和接收这些输入信号的过程，在交换机中，它是由相关输入处理程序负责完成的。（2）分析处理 分析处理就是对输入处理的结果（接收到的输入信号）、当前状态以及各种数据进行分析，以决定下一步执行什么任务的过程，如号码分析、状态分析等。分析处理的功能是由分析处理程序来完成的。（3）任务执行和输出处理l任务执行是指在迁

4、移到下一个稳定状态之前，根据分析处理的结果，完成相关任务的过程。它是由任务执行程序来完成的。在任务执行的过程中，要输出一些信令、消息或动作命令，如No.7信令、处理机间通信消息以及送拨号音、停振铃和接通话路命令等，我们将完成这些消息的发送和相关动作的过程叫做输出处理，输出处理由输出处理程序来完成。2、用、用SDL图表示的呼叫处理过程图表示的呼叫处理过程l呼叫处理的过程实际上就是在事件（输入信号）的作用下，从一个稳定状态跃迁到另一个稳定状态的过程，它具有有限个状态和有限个输入事件，具有一个初始状态，且输入事件引起状态的迁移，因此，对于程控交换系统处理呼叫的行为，我们可以用扩展的有限状态机（EFS

5、M）来描述。规范说明和描述语言（SDLSpecification and Description Language）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EFSM难于表达的通信系统中的两个主要概念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。lSDL主要应用于电信领域，它是为描述复杂的实时系统而特别设计的，只要系统的行为能用扩展的有限状态机来描述，并且其重点在于交互方面，就能够用SDL来说明该系统所具有的行为，也可描述其实际具有的行为。SDL语言具有两种不同的形式，即文本表示法（PR）和图形表示法（GR）。PR基于类似程序的

6、语句，比较适合计算机使用。GR基于一套标准化了的图形符号，直观易懂，能够清晰地表示系统结构和控制流程，适于设计开发人员使用。SDL是形式化定义的，可以对其进行分析、模拟和验证。lSDL图形表示法中常用的图形符号如图4.1所示。图4.1 SDL常用的图形符号l图4.2是用SDL图来描述的一个本局呼叫的处理过程。需要说明的是描述过程省略了细节的分析判断，以及用户听忙音状态之后呼叫处理行为的描述。图4.2 SDL图描述的本局呼叫的处理过程 l我们可以将呼叫处理过程划分为以下三个部分：（1）输入处理 在呼叫处理的过程中，输入信号主要有摘机信号、挂机信号、所拨号码和超时信号，我们把这些输入信号也叫做事件

7、，输入处理就是指识别和接收这些输入信号的过程，在交换机中，它是由相关输入处理程序负责完成的。（2）分析处理 分析处理就是对输入处理的结果（接收到的输入信号）、当前状态以及各种数据进行分析，以决定下一步执行什么任务的过程，如号码分析、状态分析等。分析处理的功能是由分析处理程序来完成的。（3）任务执行和输出处理l任务执行是指在迁移到下一个稳定状态之前，根据分析处理的结果，完成相关任务的过程。它是由任务执行程序来完成的。在任务执行的过程中，要输出一些信令、消息或动作命令，如No.7信令、处理机间通信消息以及送拨号音、停振铃和接通话路命令等，我们将完成这些消息的发送和相关动作的过程叫做输出处理，输出处

8、理由输出处理程序来完成。1、输入处理、输入处理l输入处理的主要功能就是要及时检测外界进入到交换机的各种信号，如用户摘/挂机信号、用户所拨号码（PULSE、DTMF）、中继线上的中国No.1信令的线路信号、No.7信令等，我们将这些从外部进入到交换机的各种信号称为事件。输入处理是由输入处理程序来完成的。在一次呼叫过程中，会产生许多这样的随机事件，当事件发生时，输入处理程序要及时、准确地检测和识别这些事件，报告给分析处理程序。输入处理程序需完成的功能主要有：l用户线扫描监视：监视用户线状态是否发生了变化；l中继线线路信号扫描：监视采用随路信令的中继线的状态是否发生了变化；l接收各种信号：包括拨号脉

9、冲、DTMF信号和MFC信号等；l接收公共信道信令；l接收操作台的各种信号等。（1）用户线扫描分析）用户线扫描分析l用户线扫描监视程序负责检测和识别用户线的状态变化，其目的就是要检测和识别用户线上的摘机/挂机信号和用户拨号信号。l用户线有两种状态：“续”和“断”，“续”是指用户线上形成直流通路，有直流电流的状态；“断”是指用户线上直流通路断开，没有直流电流的状态。用户摘机时，用户线状态为“续”；用户挂机时，用户线状态为“断”；用户拨号送脉冲时，用户线状态为“断”；脉冲间隔时，用户线状态为“续”。因此通过对用户线上有无电流，即对这种“续”和“断”的状态变化进行监视和分析，就可检测到用户线上的摘/

10、挂机信号及脉冲拨号信号。l此外，为了能够及时检测到用户线上的状态变化，处理机必须周期性的去扫描用户线。周期的长短视具体情况而定，用户摘挂机扫描周期一般为100200ms，拨号脉冲识别周期一般为810ms。因此用户线扫描监视程序是周期级程序。（2）摘挂机识别原理）摘挂机识别原理l用户线的状态不外乎有两种：“续”和“断”，如果我们用“0”来表示“续”状态，“1”来表示“断”状态，则用户摘机状态为“0”，用户挂机状态为“1”。设程控交换机摘挂机扫描程序的执行周期为200ms，那么摘机识别就是在200ms的周期性扫描中找到从“1”到“0”的变化点，挂机识别就是在200ms的周期性扫描中找到从“0”到“

11、1”的变化点。摘挂机识别原理如图4.3所示。图4.3 摘挂机识别原理l在图4.3中，每隔200ms处理机调用摘挂机扫描监视程序对用户线状态进行扫描，图中每个箭头代表一次200ms扫描监视程序的执行。由于摘机时用户线状态从“1”变为“0”，挂机时用户线状态从“0”变为“1”，因此我们只要将前一个200ms周期的扫描结果，即“前次扫描结果”，与当前200ms周期扫描的结果，即“这次扫描结果”进行比较，确定用户线状态从“1”到“0”的变化点和从“0”到“1”的变化点，就可识别出摘机信号和挂机信号。l用户摘挂机识别的流程图如图4.4所示。l一般在实际实现时通常采用“群处理”的方法，对一组用户进行检测，

12、而不是逐个用户地检测，这样可大大提高扫描效率。“群处理”技术是程控交换软件设计中经常采用的技术之一。l中国No.1信令的线路信令在交换机的输入端一般表现为电位的变化，因此可采用与用户线监视扫描相同的方法，来监视扫描线路信令的变化。（3）脉冲拨号识别原理）脉冲拨号识别原理l脉冲拨号识别包括脉冲识别和位间隔识别。脉冲识别就是识别用户拨号脉冲，位间隔识别是识别出两位号码之间的间隔，即相邻两串脉冲之间的间隔。 A）脉冲识别）脉冲识别l由于用户拨号送脉冲时为“断”，脉冲间隔时为“续”，所以脉冲识别的本质与摘挂机识别是一样的，都是要识别出用户线状态的变化点。若要能够及时检测到用户线状态的变化，必须要确定合

13、适的脉冲识别扫描周期。与脉冲拨号方式相关的参数有三个：脉冲速度、脉冲断续比和位间隔，由此我们可以计算出脉冲拨号时最短的变化间隔时间。l脉冲速度：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数，按照我国电话交换设备用户信令的相关规定，入网电话机的脉冲速度应为8-20个/s。l脉冲断续比：表示在一个脉冲周期里，断开电流的时间和接通电流的时间之比，按照我国电话交换设备用户信令的相关规定，入网电话机的脉冲断续比t断/t续=（1-3）:1。l 位间隔：用户每拨一个数字，拨号盘就发出一串脉冲，脉冲个数与拨号数字相同（0为10个脉冲）。在拨两个数字之间，也就是在发两个脉冲串之间应有一个时间间隔，以使交换机能正确区分所拨数字

14、，这个间隔就叫做位间隔。按照我国电话交换设备用户信令的相关规定位间隔应300ms。 l由于号盘每秒发出的最快脉冲个数为20个，脉冲周期T=1000/20=50ms，在这种情况下若脉冲断续比为3:1，则脉冲“续”的时间最短，为（1/4）*T，那么拨号期间最短的变化周期为Tmin=（1/4）*T=（1/4）X 50ms=12.5ms。只要脉冲识别扫描程序的周期Ts Tmin，就能保证在识别过程中不漏掉每一个脉冲。脉冲识别原理如图4.5所示。图4.5 脉冲识别原理l在图4.5中，脉冲识别扫描周期为10ms，其中“变化识别”用于表示用户线状态是否发生了变化，即标识出用户线状态的变化点。识别脉冲的方法有

15、两个：脉冲前沿识别和脉冲后沿识别，脉冲前沿识别相当于摘挂机识别中的挂机识别，即：（这 前） =这l脉冲后沿识别相当于摘挂机识别中的摘机识别，即：（这 前）前= 前前前这B) 位间隔识别位间隔识别l进行位间隔识别首先要确定位间隔识别的扫描周期。l首先我们来看一下最长的脉冲断续时间间隔是多少。由于最慢的脉冲速度为每秒8个脉冲，因此脉冲周期T=1000/8=125（ms），若脉冲断续比为3:1，则脉冲断的时间是用户线状态无变化的最大间隔，设其为Tmax，则Tmax=（3/3+1）*T=3/4 X 125=93.75（ms），为了不将脉冲断续时间间隔误识别为位间隔，位间隔识别的扫描周期Ts应大于Tma

16、x。l另一方面脉冲拨号的位间隔时间Tw大于等于300ms，位间隔识别扫描周期只有小于（1/2）*Tw，即175ms，按照下述识别原理才能不漏识位间隔。因此位间隔识别的扫描周期Ts应满足下列条件：Tmax Ts （1/2）*Twl当位间隔识别扫描周期满足上述条件时，若在一个位间隔扫描周期内，用户线状态没有发生变化，则这个间隔肯定不是脉冲断续的间隔，因为脉冲断续的时间间隔肯定小于位间隔识别扫描时间，它有可能是一个位间隔。在具体识别过程中，为保证及时识别所发生的位间隔，并且不重复识别同一个位间隔，我们通常将两个扫描周期结合起来进行判定识别，即若在一个扫描周期内，用户线状态发生了变化，而在紧接着下一个

17、扫描周期内，用户线状态没有发生变化，我们就判定有可能检测到了一个位间隔。 l位间隔识别原理如图4.6所示。图4.6 位间隔识别原理在图4.6中，我们取位间隔扫描周期为100ms。为了表示在一个位间隔扫描周期内用户线状态是否发生了变化，我们引入了“首次变化”这个变量。对于“首次变化”这个变量，对其操作有两个特点：1、在每个位间隔扫描周期开始时，“首次变化”初始化为“0”；2、当在一个扫描周期内遇到用户线状态发生了变化，则“首次变化”的值被置为“1”，并且在这个扫描周期内保持“1”不变，以表明在这个扫描周期内，用户线发生了变化。l可以用下面的逻辑关系来表示这种操作的特点：首次变化=（首次变化变化识

18、别） 100l在每次100ms位间隔扫描程序执行时，我们都要来检查“首次变化”这个变量。若“首次变化”为“0”，则表明在前100ms周期内用户线状态没有发生过变化；若“首次变化”为“1”，则表明用户线状态发生了变化，但此时还不能确定为何种变化，既可能为脉冲变化，也可能为位间隔变化，还需要看下一个100ms周期内是否有变化。若仍有变化，则该变化属于“脉冲变化”；若无变化，则为“位间隔变化”，即判定有可能为位间隔。在下一个周期内有可能还识别出用户线无变化，但已经识别出一次了，不再作重复识别。l对于上述的判断结果，我们需进一步确认是否为“位间隔”，因为如果用户拨号时中途挂机，用户线也会有类似于“位间

19、隔变化”的结果，因此通常我们还要再判断“当前用户线状态”，以区别是用户中途挂机还是位间隔。若当前用户线状态为“1”，则说明用户已挂机，那么识别的就是“中途挂机”，否则即为“位间隔”。图4.7 脉冲识别和位间隔识别流程图（4）DTMF号码接收原理号码接收原理lDTMF有两组频率：高频组和低频组，每个号码分别用一个高频和一个低频来表示，因此DTMF号码识别实际上就是要识别出是哪两个频率的组合。程控交换机使用DTMF收号器（硬件收号器）来接收DTMF信号，DTMF收号器的示意图如图4.8所示。图4.8 DTMF收号器示意图l在图4.8中，输出端用于输出某个号码的高频信号和低频信号，信号标志用于表示D

20、TMF收号器是否在收号。当信号标志SP=0时，表示DTMF收号器正在收号，可以从收号器读取号码信息；当信号标志SP=1时，表示DTMF收号器没有收号，无信息可读。为了及时读出号码，我们对信号标志SP要进行检测监视，一般DTMF信号传送时间大于40ms，我们通常取该扫描监视周期为20ms，以确保不漏读DTMF号码。 图4.9 DTMF收号原理l2、分析处理、分析处理l分析处理就是对各种信息（当前状态、输入信息、用户数据、可用资源等）进行分析，以确定下一步要执行的任务和进行的输出处理。分析处理由分析处理程序来完成，它属于基本级程序。l1. 用程序判断分析 l2.塔型结构查表法分析 第第1 1级级第

21、第2 2级级第第3 3级级0 01 19 92 20 00 01 11 12 22 2表表中中最最高高比比特特位位为为0 0表表示示较较低低比比特特为为下下一一张张表表的的指指针针。表表中中最最高高比比特特位位为为1 1表表示示较较低低比比特特为为相相关关处处理理程程序序的的入入口口地地址址。图图4 4. .1 14 4 塔塔型型结结构构查查表表法法号号码码数数字字分分析析3 30 00 0下下一一表表地地址址下下一一表表地地址址下下一一表表地地址址0 01 11 1继继续续处处理理入入口口1 11 13 3处处理理入入口口l线性结构查表法分析 0 0接接续续处处理理入入口口地地址址0 00未

22、未分分配配扩扩展展表表指指针针1 10 0接接续续处处理理入入口口地地址址扩扩展展表表多多位位号号码码组组合合用用前前三三位位号号码码检检索索图4.15 线性结构查表法号码数字分析3、任务执行和输出处理、任务执行和输出处理l在呼叫处理状态迁移的过程中，交换机所要完成的任务主要有： 分配和释放各种资源，如对DTMF收号器、时隙的分配和释放。启动和停止各种计时器，如启动40s忙音计时器，停止60s振铃计时器等。形成信令、处理机间通信消息和驱动硬件的控制命令，如接通话路命令、送各种信号音和停各种信号音命令。开始和停止计费，如记录计费相关数据等。计算操作，如计算已收号长，重发消息次数等。存储各种号码，

23、如被叫号码、新业务登记的各种号码等。对用户数据、局数据的读写操作。l在任务执行的过程中，要输出一些信令、消息或动作命令，输出处理就是完成这些信令、消息的发送和相关动作的过程。具体来说，输出处理主要包括：送各种信号音、停各种信号音，向用户振铃和停振铃；驱动交换网络建立或拆除通话话路；连接DTMF收号器；发送公共信道信令；发送线路信令和MFC信令；发送处理机间通信信息；发送计费脉冲等。4 路由选择路由选择1）路由定义及其分类）路由定义及其分类l在电话通信网中，路由是指在两个交换局之间建立一个呼叫连接或传送消息的途径。它可以由一个电路群组成，也可以由多个电路群经交换局串接而成。一条路由是由一个全利用

24、度的电路群组成的。l路由按其特征和使用场合的不同可有多种分类方法，以下是三种常见的分类方法：l（1）按呼损来分可将路由按呼损分为高效路由和低呼损路由。所谓高效路由就是该路由上的呼损会超过规定的呼损指标，其话务量可以溢出到其它路由上。所谓低呼损路由就是指组成该路由的电路群的呼损不大于规定的标准，其话务量不允许溢出到其它路由上，它是由任意两个等级交换中心之间的低呼损电路构成的。（2）按路由选择顺序来分l可将路由按路由选择顺序分为直达路由、迂回路由、多级迂回路由和最终路由。所谓直达路由就是指两个交换中心之间的路由由一段电路群组成，是最短的路由，也是路由选择中首选的路由。迂回路由就是由两段和两段以上电

25、路群串接而成的路由，它是相对于首选路由而言，是首选路由遇忙时更换的路由。如果进行多次更换选择的路由，则为多级迂回路由。在路由选择过程中，遇到低呼损路由时，不再溢出，路由选择终止，因而称这样的路由为最终路由。最终路由可由基干路由和低呼损路由构成。（3）按路由连接两个交换中心在网中的地位来分l可将路由按路由连接的两个交换中心在网中的地位分为基干路由、跨区路由和跨级路由。基干路由是构成网路基干结构的路由，是一级交换中心C1之间、一级交换中心C1与二级交换中心C2之间、二级交换中心C2与三级交换中心C3之间、三级交换中心C3与四级交换中心C4之间的路由。基干路由上的电路群的呼损1%，其话务量不应溢出到

26、其它路由上。基干路由是最基本的路由，可使全国任意两地用户通话。跨区路由是指路由连接的两个交换中心位于不同的大区。跨级路由是指路由连接的两个交换中心相差的级别大于等于2级。跨区路由和跨级路由是为了有效疏通路由连接的两个交换中心的话务而设置的。l图4.16表示了电话网中的主要路由。基干路由构成了网络的基本结构，一般是低呼损路由，L1是高效直达路由，L2是跨区路由，L3是跨级路由，L4路由（虚线所示）是相对于L1的迂回路由。图4.16 电话网中的路由类型2）路由选择）路由选择A）路由选择的基本原则）路由选择的基本原则路由选择的基本原则是：路由选择应保证通信质量，应首选串接电路群段数少的路由，所选路由

27、最大串接电路群段数不超过7段；路由选择应有规律性，应避免死循环的发生；能在低等级交换中心疏通的话务尽量不在高等级交换中心疏通；路由选择不应使网络和交换设备的设计过于复杂。B）静态路由选择）静态路由选择l静态路由选择也叫做固定路由选择，即事先设定好各种路由和选路顺序，选路方式固定不变。针对上述路由选择的基本原则，我国等级结构的长途电话网的固定路由选择方法是：先选高效直达路由；当高效直达路由忙时，选迂回路由，迂回路由选择顺序是在受话区“自下而上”选择，在发话区“自上而下”选择，这样可保证所选路由是到受话方最短的路由；最后选择最终路由。l在图4.17中，发话方A与受话方B之间有8条事先设定好的路由，

28、其中L1 为直达路由，L2、L3、L4、L5、L6、L7为迂回路由，L8 为基干路由。按照路由选择方法，在进行路由选择时，应首选直达路由L1；若L1不能使用，则从受话方自底向上选择到受话方最近的迂回路由L2、L3和L4；若L2、L3、L4均不可用，则从发话方自顶向下选择迂回路由L5，L6，L7；若上述路由均不可用，则只能选择基干路由L8来完成话路接续，它也是最终路由。图4.17 静态路由选择举例C）动态路由选择）动态路由选择l动态自适应选路方式的工作机制如下：设置“路由处理机”对路由进行集中控制和管理；路由处理机不断地向各交换局查询路由数据，以便了解全网路由状况；各交换节点向路由处理机提交中继

29、线数、空闲出中继线数等数据；路由处理机根据各处理机提供的数据确定每条链路上的空闲中继线数，再根据链路上的空闲中继线数，计算出由这些链路组成的路由上的空闲中继线数（取组成路由的各段链路的最小空闲中继线数）；根据计算结果，路由处理机向每个主叫交换局建议一个可能的迂回路由。各交换局更新路由表。l图4.18是动态自适应选路方式。当A局用户呼叫B局用户时，先选A到B的直达路由，当直达路由满负荷时，话务可溢出到经C、D、E、F局转接的迂回路由上。选择哪条迂回路由，可通过对组成各个路由的链路空闲中继线数的计算而得知。在图中ACB由两段链路AC和CB组成，每段链路的空闲中继线数分别为7和2，则该段路由的空闲中

30、继线数取它们的最小值，即为2，依此类推，可计算出各条路由的空闲中继线数，然后我们选择空闲中继线数最多的路由，在本例中为AEB。图4.18 动态自适应选路方式l动态自适应选路方式的主要特点是根据网络的话务负载情况，选择出最佳路径，不断改变路由表。这种路由选择方式对话务变化有很强的适应能力，提高了网络资源的利用率。这种方式由于要求交换机及时检测中继状态，不断更新路由表，所以额外增加了交换机的工作量。 C局C局A局A局B局B局直达路由直达路由迂回路由迂回路由(a)(a)直达路由直达路由B局B局A局A局最终路由最终路由高效路由高效路由132(b)图4.16 迂回路由网络结构示意图4.16 迂回路由网络

31、结构示意6 6RTXRTX路由索引路由索引0 04 45 56 63 30 06 6NRTX(8)NRTX(8)TRN(4)TRN(4)NRTX(14)NRTX(14)TRN(6)TRN(6)NRTX=8NRTX=80 0#1#1#1#1#2#2#3#3#2#2#3#30 0图4.17 路由选择查表示意图4.17 路由选择查表示意l任务：是按照主、被叫在交换网络上的位置选择一空闲接续通路，即选择S级上的空闲时隙。l方法，在内存中为TST交换网络的内部时隙建一忙闲状态表(0表示忙，1表示闲)，通过对内存数据状态的识别来确定连接通路。主叫到被叫方向的ITS与被叫到主叫方向的ITS差半帧。l图4.1

32、8的TST网络，每个T接线器有1024个时隙，可用3232bit字表示忙线状态，用10bit代表各比特单元的位置，初级和次级分开存放。 PTSWiPTSWiSTSWiSTSWi1024i ii ik kk k102410241024STSWkSTSWkPTSWkPTSWkNWiNWiNWkNWk图4.18 TST网络简图0 031316363PTSPTSSTSSTS0 03131NWiNWiT9-T5表示行号T4-T0表示比特位号图4.19 内部时隙忙闲状态表l方法主叫到被叫方向(AB)，利用算法(NWi忙闲表WC行)(NWk忙闲表WC行+32行)，当结果不为零，表明存在空闲ITS，找出为1的

33、比特位置，即得ITS的时隙号T9T0。式中加32为NWk的STS状态区域。被叫到主叫方向(B A)，由于利用了差半帧关系则它必然空闲，可得其内部时隙号为(AB)的ITS+512mod1024。l输出驱动属于底层程序，与交换网络和CPU的具体结构有关。通常按照具体结构将所得到的初级T接线器、S接线器、次级T接线器的双向控制数据分别写入即可。l4.4.1 特点和组成l1.特点 l规模大，要为数万个端口提供呼叫处理，还要包括复杂的维护管理系统。l实时性强，交换机软件要求能及时收集外围端口状态并做出适当反应，属于实时控制软件。l通常外围端口状态变化有用户摘挂机、中继线占用、脉冲拨号等，要求响应时间小于

34、100ms，脉冲拨号要求小于10ms。l状态并发出现，多道程序同时执行。在一部交换机上可能同时出现几十个甚至上百个呼叫，而且还会出现多个待处理的任务处于不同的进程中，这就要求多道程序同时执行。l多道程序同时执行，不仅是交换机处理程序的需要，也是所有实时处理软件的特点。l可靠性要求很高。交换设备除了对硬件系统有高可靠运行要求外，对软件也有极高的可靠运行要求。典型的可靠性指标是正确呼叫处理率98%，40年内系统中断时间不超过2小时。l硬件设备要有备份，软件要求能够自动监测硬件和软件故障，并且在不影响系统运行情况下能对故障进行隔离或修复。l能适应各种应用环境，具有很高的可维护性。l应用环境包括：安装

35、条件、线路条件、编号方案、路由方案等。l可维护性包括：可以随着技术发展不断完善软件系统的性能；增加新功能时易于修改软件。l采用模块化、结构化软件设计方法。 交换软件交换软件运行软件系统运行软件系统支援软件系统支援软件系统操作系统操作系统数据库数据库应用软件系统应用软件系统软件开发、生产软件开发、生产的工具与环境的工具与环境软件维护的工具软件维护的工具与环境与环境呼叫处理程序呼叫处理程序管理程序管理程序维护程序维护程序图4.25 交换软件系统构成 实 时 多 任 务 操 作 系 统实 时 多 任 务 操 作 系 统中央中央处理机处理机处理机处理机外围设备外围设备交换机交换机外围设备外围设备数据库

36、管理系统数据库管理系统数据数据应用软件应用软件呼叫处理呼叫处理程序程序管理程序管理程序维护程序维护程序图4.26 运行软件系统结构l操作系统，占20%l呼叫处理软件，占15%l管理系统软件，占25%l维护软件，占40%l即计算机的操作系统，是应用程序和硬件之间的中间程序。l操作系统向下，可直接对相关硬件进行操作，通过驱动程序实现动作，硬件可以请求操作系统暂停CPU当前工作而为其服务。l操作系统向上，可调用、排队应用程序，并将应用程序置入CPU进行运算，对数据库系统进行调用、数据访问执行和管理。 应用软件应用软件数据库数据库管理系统管理系统操作系统操作系统系统调用/系统调用/状态激活状态激活调用

37、返回/调用返回/运算结果运算结果硬件系统硬件系统控制数据控制数据状态数据状态数据图4.28 操作系统界面l进程是指并发程序的执行过程，有时也称为“任务”或“活动”，进程是系统分配资源的基本单位，是一个具有独立功能的程序段对某个数据集的一次执行活动。l对进程的几种定义：进程是可以并行执行的计算部分；进程是一个独立的、可以调度的活动；进程是一个抽象实体，当执行某任务时它要分配和释放各种资源；行为的规则叫程序，程序在处理机上执行时的活动叫进程；一个进程是一系列逐一执行的操作，操作的确切含义有赖于用怎样的进程来描述。l程序，是一个静态的概念，是指令的有序集合，没有任何执行的含义。l进程，动态概念，强调

38、执行过程，它可被动态地创建，调度执行后消亡。进程有并行的特征，是竞争计算资源的基本单位。l作业，是某任务要求计算机所作工作的集合，是用户向计算机提交的任务实体，作业的完成需经过四个阶段：提交、收容、执行和完成。l进程是一个程序对某个数据集的执行过程，从计算机活动角度看，需要能反映进程存在、变化的实体静态描述。l静态描述，由进程控制块PCB、程序段和可操作的数据结构集组成。PCB包含进程的描述、控制和资源信息，反映进程的动态特征。控制信息，进程当前状态，如空闲、执行、等待、封锁、中断等。资源信息，占用内存大小、指针、共享程序、设备号、数据长度、缓存区、数据结构指针、文件指针等。l程序调度，就是按

39、一定排序和策略将相关处理程序置入计算机中执行。l调度策略，分为静态和动态调度：静态调度，处理机时间分成若干片，按程序优先级分配时间片来执行。动态调度，事件激活模式，OS按其优先级别分配处理机时间，灵活，实时响应好。l程序级别，交换机程序可分为故障级、时钟级(呼叫处理)、基本级(分析、维护管理等)。 表4.1 程序级别的划分表4.1 程序级别的划分故障级故障级时钟级时钟级基本级基本级FH级FH级FM级FM级FL级FL级H级H级L级L级BQ1BQ1BQ2BQ2BQ#BQ#紧急处理紧急处理处理机故障处理机故障话路和I/O子系统故障话路和I/O子系统故障严格定时要求的处理严格定时要求的处理较低定时处理

40、较低定时处理内部处理内部处理内部处理内部处理维护处理维护处理4ms4msFMFMFLFLH HL LB B(a)(b)(c)图4.31 执行中可能遇到的情况l利用时钟源周期性向CPU产生时钟中断，再用时钟计数器的时间计数表调度执行。l时间计数器，指示当前中断周期执行任务表中的那行任务。l时间表，按计数顺序登记某一时段的任务。l屏蔽字，表示一行中的任务有效位。l转移表，执行程序的入口地址。 时间计数器（8ms)时间计数器（8ms)转移表入口地址屏蔽表屏蔽表时间表时间表1 11 11 11 11 11 10 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11

41、11 11 11 11 11 11 1时间计数器清零时间计数器清零用户群2扫描用户群2扫描用户群1扫描用户群1扫描中继接口扫描中继接口扫描号位间隔识别号位间隔识别DTMF拨号识别DTMF拨号识别脉冲拨号识别脉冲拨号识别图4.32 时间表图4.32 时间表 8ms时钟中断8ms时钟中断读计数器的值读计数器的值读时间表单元内容读时间表单元内容表内容逻辑乘屏蔽表内容表内容逻辑乘屏蔽表内容结果右移一位结果右移一位最高位？最高位？是1否？是1否？是是否否是是转移表，找出相应转移表，找出相应的程序入口地址的程序入口地址是1否？是1否？执行该时钟级程序执行该时钟级程序计数器清零计数器清零返回返回是是计数器增

42、1计数器增1否否否否图4.33 时间表调度控制流程图4.33 时间表调度控制流程 基本级调度基本级调度BQ1有任务码？BQ1有任务码？取一项执行取一项执行BQ2有任务码？BQ2有任务码？BQ3有任务码？BQ3有任务码？有有取一项执行取一项执行有有没有没有没有没有有有取一项执行取一项执行结束结束队首指针队首指针队尾指针队尾指针0 0BQ1BQ1BQ2BQ2BQ3BQ3图4.34 基本级程序调度管理流程图4.34 基本级程序调度管理流程l呼叫处理能力常用忙时试呼次数(BHCA)来衡量。l1. 影响BHCA值的因素，包括处理机速度、指令功能、空时处理机开销、呼叫处理开销、其他开销、程序结构、安全系数

43、、话务参数等。l2. BHCA值估算公式，t=a+bN，a是与话务量无关的开销，b是一次呼叫的平均处理时间，N为某一时段内各类呼叫的总次数，也称作忙时试呼次数。l话务量话务量交换网络同时提供的连接数。交换网络同时提供的连接数。l控制设备能够处理的呼叫数控制设备能够处理的呼叫数BHCA(Busy Hour Call Attempts)：忙时试：忙时试呼次数，是评价交换机设计与服务能力的呼次数，是评价交换机设计与服务能力的重要指标。重要指标。lBHCA实质上就是忙时呼叫次数（实质上就是忙时呼叫次数（C = A/t ）lBHCA包括各种情况下对处理机的占用：包括各种情况下对处理机的占用：接续成功，实

44、现通话（接通）；接续成功，实现通话（接通）；呼叫遇忙（被叫忙）；呼叫遇忙（被叫忙）；被叫久不应答（久叫不应）；被叫久不应答（久叫不应）；由于主叫原因，失败的占用次数，如主叫中途挂由于主叫原因，失败的占用次数，如主叫中途挂机（主叫早释）；机（主叫早释）；由于网络原因不能提供呼叫所需接续资源使呼叫由于网络原因不能提供呼叫所需接续资源使呼叫失败（电路忙、闭锁、故障等）；失败（电路忙、闭锁、故障等）；呼叫类型呼叫类型平均占用时长（秒）平均占用时长（秒）本地呼叫本地呼叫60国内自动长途呼叫国内自动长途呼叫90国内人工长话呼叫国内人工长话呼叫200国际自动长途呼叫国际自动长途呼叫180国际人工呼叫国际人工呼叫240特种业务呼叫特种业务呼叫30l某交换局需安装某交换局需安装10000门交换机，设忙时：门交换机，设忙时：l平均每线呼出话务量为平均每线呼出话务量为0.08E，呼