交换原理课程设计

1、交换原理课程设计课程设计说明书 NO.1一次局内正常通话的呼叫处理程序一、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。二、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1.1 呼叫处理的基本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。呼叫处理程序是最能体现交换机特色的软件，在呼叫处理过程中，交换软件的两个基本特点(实时性和并发性)都有所体现。呼叫处理程序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

2、，占用处理机的时间最多。呼叫处理程序用于控制呼叫的建立和释放。呼叫处理程序包括用户扫描、信令扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。 交换系统单位时间里的通信处理次数，是表征交换机的通信处理能力的专业衡量参。呼叫处理程序的主要功能是完成对各种类型呼叫的处理。呼叫处理的基本工作过程是以状态和状态间的迁移为基础的，处理机对一个呼叫的处理总是由对应于该呼叫的外部事件触发，然后根据该呼叫当时的状态和接收到的事件类型及该呼叫有关的局数据和用户数据的内容执行相应的作业。作业中有对处理机内部数据的处理，对硬件的驱动，向其他处理机发出信号和形成新的事件以触发新的状态转移，每次状态的迁移都终止一种

3、新的稳定状态，在程控交换机一次完整的接续，是由众多状态之间的迁移构成的。处理机对某个接续的服务，仅集中在对事件的检测以及状态迁移过程中的作业执行。每个作业之间都可能被等待一个新的外部事件所需的时间分隔开，每当呼叫处理在等待一个外部事件时，其相应的处理就暂时停顿下来，处理机转去为其他接续服务。这种机制保证了一个处理机可同时为大量的呼叫接续服务。 一次普通的通话电话呼叫的处理过程并不是很复杂，它包括摘机检测收号接续并启动计费，挂机检测，拆除连接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，呼叫处理过程也不是很复杂，但是在一个交换机连接着许多用户线和中呼叫处理程序可以分为输入处理、内部

4、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1 分析程序的基本性能图2 来话分析在进行分析处理后，分析程序给出

5、结果，按照这个结果执行任务，就是输出处理输出处理包括：(1) 通话话路的驱动、复原(发送路由控制信息)；(2) 发送分配信号(例如，振铃控制、测试控制等信号等)；(3) 转发拨号脉冲，主要是对模拟局发送；(4) 发线路信号和记发器信号；(5) 发公共信道信号；(6) 发计费脉冲；(7) 发处理机间通信信息；(8) 发送测试码；(9) 其他。1.2呼叫处理过程初始时，主叫用户和被叫用户都处于空闲状态，交换机进行扫描，监视用户线状态。（1）主叫用户A摘机呼叫交换机检测到主叫用户A摘机；交换机调查用户A的类别，以区分是同线电话、一般电话、投币电话还是小交换机用户等；调查话机类别，弄清是按键话机还是号

6、盘话机，以便接相应收号器；（2）送拨号音，准备收号交换机寻找一个空闲收号器以及它和主叫用户间的空闲路由；寻找主叫用户和信号音发生器间的一个空闲路由，向主叫用户送拨号音；监视收号器的输入信号，准备收号。（3）收号由收号器接收用户所拨号码；收到第一位号后，停拨号音；对收到的号码按位存储；对“应收位”、“已收位”进行计数；将号首送向数字分析程序进行初步分析。（4）号码分析初始分析号首，以决定呼叫类别（本局、出局、长途、特服等），并决定该收几位号。初始分析后结果是本局呼叫，则执行；如果是出局、长途、特服呼叫，则交换机根据事先确定的路由表，选择通达目的地的中继线，并用信令通知对端局，对端局执行； 检查这

7、个呼叫是否允许接通（是否为限制用户等）； 检查被叫用户是否空闲，若空闲，则改成忙。（5）接至被叫用户测试并预占空闲路由，包括：向主叫用户送回铃音路由（这一条可能已经占用，尚未复原）；控制向被叫用户电路振铃；预占主、被叫用户通话路由。（6）向被叫用户振铃向用户B送铃流；向用户A送回铃音；监视主、被叫用户用户状态。（7）被叫应答通话被叫摘机应答，交换机检测到以后，停振铃和回铃音。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）主叫先挂机，交换机检测到以后路由复原；停止计费；向被叫用户送忙音。（9）话终（被叫先挂机）被叫挂机，交换机检测到以后

8、，路由复原；停止计费；向主叫用户送忙音。图3 呼叫信令过程1.2呼叫接续过程呼叫接续过程用户打电话的过程是主叫摘机，拨被叫号码，被叫应答，开始讲话，话毕挂机。对应于用户的这些操作，交换机应按顺序完成下列各阶段的动作：(1) 送出拨号音；(2) 接收拨号；(3) 拨号数字分析；(4) 呼叫被叫用户；(5) 被叫应答；(6) 切断。以上就是程控交换机基本的呼叫接续过程。从控制观点看，如果我们把交换机外部的一些变化，诸如用户摘机、拨号、中继线占用等都叫做事件，处理机的基本功能之一就是收集所发生的事件(输入)，对收集到的事件进行正确的处理(内部处理)，最后发出要求采取动作的指令(输出)。由上可见，交换

9、的自动接续，就是中央处理机根据话路系统内发生的事件作出相应的指令来完成的。1.3呼叫处理软件呼叫处理软件主要负责呼叫连接的建立与释放以及 业务流程的控制，它是负责整个呼叫过程控制的软件。 具体完成的主要功能如下：用户线和中继线上各种输入信号的检测和识别； 呼叫相关资源的管理；对用户数据、呼叫状态以及号码等进行分析；路由选择；控制呼叫状态迁移；控制计时、送音和交换网1.4呼叫处理程序的结构（1） 输入处理收集话路设备的状态变化和有关的信令信息称为输入处理。各种扫描程序都属于输入处理。输入处理通常是在时钟中断控制下按一定周期执行，主要任务是发现事件而不是处理事件。输入处理是靠近硬件的低层软件，实时

10、性要求较高。（2）内部处理（分析处理）内部处理是呼叫处理的高层软件，与硬件无直接关系。例如数字分析、路由选择、通路选择等。呼叫建立过程的主要处理任务都在内部分析、处理中完成。内部处理程序的一个共同特点是要通过查表进行一系列的分析、译码和判断。内部处理程序的结果可以是启动另一个内部处理程序或者启动输出处理（3）输出处理（任务的执行和输出处理）输出驱动属于输出处理，也是与硬件直接有关的低层软件。输出处理与输入处理都要针对一定的硬设备，可以合称为设备处理。扫描是处理机输入信息，驱动是处理机输出信息，它们是处理机在呼叫处理过程中与硬件联系的两种基本方式。呼叫处理过程可以看成是输入处理、分析处理、任务执

11、行和输出处理的不断循环。例如，从用户摘机到听到拨号音，输入处理是用户状态扫描，内部处理是查找主叫用户的服务类别，选择空闲的双音频接收器和相应的连接通路，输出处理是驱动通路接通并送出拨号音。又如本局呼叫从用户拨号到用户听到回铃音，输入处理是收号扫描，内部处理是数字分析和通路选择，输出处理是驱动向被叫侧的振铃和向主叫送出回铃音。输入处理发现呼叫要求，通过内部处理的分析判断由输出处理完成对要求的响应。响应应尽可能迅速，以满足实时处理的要求。硬件执行了输出处理的驱动命令后，改变了硬件的状态，使得硬件设备从原有的稳定状态转移到另一个稳定状态，硬件设备在软件中的映射状态也随之而变，以始终保持一致。因此，呼

12、叫处理过程反映的是用户状态不断转移的过程，如图6.3所示。按照系统的处理过程，刻画出不同的状态和状态转移条件，是设计呼叫处理程序的重要依据和有效方法。图4呼叫处理程序的结构1.5 呼叫处理程序的层次结构呼叫处理程序由处于3个不同层次的软件模块组成，每个模块完成一定的功能，高层软件由低层提供支持。 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、其主要功能是定期搜集电路的状态信息，并以事件形成报告给信令，用一驱动硬件电路动作、硬件接口程序一般都具有较高的实时性要求，特别是识别外部状态变化的各种扫描程序等，这些程序一般都是时钟级程序，由操作级系统

13、按照一定周期调度执行，以便及时发现外部设备的状态变化。硬件接口程序在运行过程中发现外部设备状态变化时一般并不进行处理，而是将其送入相应的事件（消息）队列，等待信令处理程序处理。处于第二个层次的软件主要是信令的处理程序，信令处理程序的主要功能是将外部状态变化译成相应的电路信令。信令处理软件是由事件驱动的。它接收硬件接口程序送来的事件报告，将其译成标准的电话消息、报告给呼出控制程叫控制程序，并根据呼叫控制程序发来的命令控制信令的传送。典型的信令处理程序有用户线信令处理程序、出中继线路信令处理程序、入中继线路信令处理程序、多频互控计发器的信号接收（发送）程序等。处于第二个层次的软件还有电话资源管理程

14、序、计费程序等、电话资源管理程序的功能主要是负责管理中继线、收号器、发号器等公司设备的忙闲状态，数字交换网络中各通路的忙闲状态等。计费程序提供有关呼叫和各种业务的计费功能、完成市话帐单、长话帐单等的记录。1.6呼叫处理技术的实现用户摘挂机识别用户挂机时，用户线为断开状态，假定扫描点输出为“1”。摘机时，用户线为闭合状态，扫描点输出为“0”。用户线状态从挂机到摘机的转折，表示用户摘机，反之表示用户挂机。处理机每隔大约200 ms对每一个用户扫描一次，读出用户线的状态并存入“这次扫描结果SCN”，然后从存储区中调出“前次扫描结果LM”，将SCNLM，结果为1，就识别到用户摘机。如果SCNLM为1，

15、则识别的是用户挂机。上述识别过程见图3.28。在大型交换机中常采用“群处理”的方法，即每次对一组用户的状态进行检测，从而达到节省机时、提高扫描速度的目的。图5 用户摘机识别1.7呼叫处理程序的调度策略按程控交换系统各进程对实时性要求的不同，程控交换系统程序的优先级大致分为以下三个级别段落：故障级（中断级）任务： 发生故障时即响应故障中断，调用故障级处理程序进行故障处理。 时钟级（周期级）任务： 按一定的时间间隔定时启动运行，一到时间无条件执行，可被故障级任务中断。 基本级任务：没有固定的执行周期，有任务就执行，可以被前面两种任务中断。2.分析呼叫控制程序SDL图呼叫控制程序又叫做呼叫状态管理程

16、序。它是呼叫处理的中枢，负责控制呼叫接续的整个过程，协调指挥与硬件有关的外围模块，如用户线管理模块、记发器信号发送和接收模块以及中继线路控制模块，并请求呼叫资源管理程序为呼叫分配各种公用资源，请求呼叫服务程序检索局数据和用户数据，控制完成不同类型的呼叫。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），引起状态迁移。把一次接

17、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

18、为独立的输出程序常用的图形符号：1、状态2、输入3、输出 4、判别5、任务图6 本局呼叫SDL图沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.2三、设计实例基于D08A语音卡的呼叫处理D08A是8线高密度、可灵活配置的模拟语音接口卡，具有多种功能集成于1片卡上的特性。8通道可按需配置外线、内线、录音3种双通道模块，可实现座席、录音、会议、FSK数据收发、语音合成（选配）等多种功能。外线模块可编程实现外线振铃检测，外线摘挂机控制的功能。内线模块可编程实现内现摘挂机检测，内线馈电和振铃功能。录音模块采用搭线并联的方式，提供压控、声控、键控3种录音启动方式，实现高阻数字录音。该卡具有数字化录放音、信号音检测、

19、接收用户按键码、主叫识别功能、标准FSK数据、接收和发送功能、自动拨号功能的功能。硬件配置说明：DO8A语音卡通道0-5为内线模块作为局内用户电话，6-7为外线模块作为出入模拟中继。线路接口数据设置用户线路接口数据包括物理地址、电话号码、线路类型、话机类型、用户业务权限等级、中继权限等级、自动拨号表、缩位拨号表、热线电话号码、呼叫转移号码等。中继线路接口数据包括物理地址、中继线号、中继群号、线路类型、信令方式等。为了简化实验，结合硬件配置线路接口数据默认不变。用户线路接口数据默认如下：物理地址与通道号一一对应为0-7，0-5通道电话号码设定为1-6，线路类型设置为单线，话机类型为双音频，用户业

20、务权限不限，中继权限不限，无自动拨号表，无缩位拨号表、无热线电话号码、无呼叫转移号码。中继线路接口数据包括物理地址、中继线号、中继群号、线路类型、信令方式等。中继线路接口数据默认如下：物理地址为6和7、中继线号为0和1、中继群号为0、线路类型为单线、信令方式为环路信令。局内任一话机（记作A）通常处于空闲状态。话机的摘机信号使进程退出空闲状态，进程准备接收号码，发出拨号音，启动定时进程11D。此后，进程进入等待话机发送第1个号码状态。如果进程及时收到话机发出的第1个数字，则立即停止发送拨号音并停止定时器，然后分析接收的号码。由于此乃第1个号码，进程启动定时器TL，然后进入等待下1个号码状态。如果

21、进程适时收到后续号码，则停止TL后返回，分析数字。如此反复直到号码接收完毕。如果号码合法且对应话机B空闲，进程在主叫线A和被叫线B之间选择1条空闲的接续链路，然后向A和B分别发送回铃音和铃流信号，启动定时器T4。进程进入振铃状态。如果在振铃的过程B摘机，进程停止回铃音、铃流信号和定时器T4。接通链路，进程进入通话状态。此后A、B任1方挂机，进程结束通话。释放链路，挂机方进入空闲状态。进程给未挂方送忙音，启动定时器TB，进程进入等待挂机状态。如果未挂方适时挂机，则进程停止发送忙音，进入空闲状。在呼叫处理过程中，呼叫处理程序可利用主叫用户设备码查到主叫用户的去话数据，利用被叫电话号码查到被叫用户的

22、来话数据，进而查到其去话数据。查到的用户数据(主叫与被叫)都要送到对应于该呼叫的呼叫控制块中，以便根据这些数据对呼叫进行相应处理。四、设计体会通过本次课程设计，我觉得我自己收获了很多，而且也充分并了解了局内呼叫的处理原理及处理过程。让我深深感受到了电话通信中的神奇之处。交换的过程中必须有信令作为支持,并且还知道了呼叫处理程序的SDL图。本次课程设计，让我能够学以致用，把课堂上老师讲的知识与实际操作相结合.课程设计最大的好处就是不仅让我们把书上的理论知识熟练地掌握，而且还能让我们自己独立的设计程序，把问题变得更加立体化，更具有实际意义。在本次课程设计的过程中我尝试过很多次失败，但我知道失败是成功

23、之母，经过不懈的努力，终于圆满的完成了课程设计。在这次课程设计过程中我深深地体会到做一件事情要细心、耐心、专心，而且还要有恒心。感谢老师给我们这个独立锻炼的机会，让我们收获很多，让我们更加有兴趣的学习这一门课程。五、参考文献1 桂海源.现代交换原理M.北京:人民邮电出版社,20032 唐修连.程控交换原理实验教程M.南京:南京通信工程学院,20013 朱世华.程控数字交换原理与应用M.西安:西安交通大学出版社,2000 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.3沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.4 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.5 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.6 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.7 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.8 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.9 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.10 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.11 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.12 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.13 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.14沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.15 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.16 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.17 沈 阳 大 学参考文献要列出3篇以上，格式如下：1 谢宋和,甘 勇.微