第4章 存储程序控制原理L

1、第4章 数字程控交换的软件系统4.1 程控交换软件系统概述程控交换软件系统概述4.2 程控交换软件的操作系统程控交换软件的操作系统4.3 程控交换的应用软件程控交换的应用软件4.4 数字程控交换机的性能指标数字程控交换机的性能指标4.1 程控交换软件系统概述程控交换软件系统概述v 程控交换软件的特点程控交换软件的特点v 程控交换系统的一般结构程控交换系统的一般结构 实时性实时性 多任务多任务 高可靠性高可靠性 数据驱动型程序结构数据驱动型程序结构4.1.1 程控交换软件的特点程控交换软件的特点 电路交换机要求能够实时收集外部发生的事件，电路交换机要求能够实时收集外部发生的事件，且在且在完成。完

2、成。 交换机控制软件必须具有很强的实时操作性能交换机控制软件必须具有很强的实时操作性能, ,有有。 软件的特点软件的特点 多个用户同时发出呼叫请求，通话、话终拆线、多个用户同时发出呼叫请求，通话、话终拆线、转移呼叫或其他操作。转移呼叫或其他操作。 要求交换机的控制系统能在同一时间执行多道程要求交换机的控制系统能在同一时间执行多道程序，处理多项任务。序，处理多项任务。软件的特点软件的特点 典型的可靠性指标是典型的可靠性指标是99.9899.98的正确呼叫处理的正确呼叫处理 40 40年内系统中断运行时间不超过两小时。年内系统中断运行时间不超过两小时。 这在许多方面影响运行软件的设计，特别是有关故

3、这在许多方面影响运行软件的设计，特别是有关故障处理的程序、维护程序及在线扩容的程序等。障处理的程序、维护程序及在线扩容的程序等。 处理程序采用数据驱动型程序结构，即根据一些参数查处理程序采用数据驱动型程序结构，即根据一些参数查表来决定需要启动的程序。这种程序结构的优点是在处理表来决定需要启动的程序。这种程序结构的优点是在处理策略发生变化时，控制程序的基本结构可以不变，只需修策略发生变化时，控制程序的基本结构可以不变，只需修改表格中的数据即可。改表格中的数据即可。u交换机的操作系统直接覆盖在裸机上，负责对系交换机的操作系统直接覆盖在裸机上，负责对系统中的所有软、硬件资源的调度与管理，为其他的统中

4、的所有软、硬件资源的调度与管理，为其他的软件模块提供一个虚拟机环境。软件模块提供一个虚拟机环境。u程控交换系统是一个实时控制系统，要对随机发程控交换系统是一个实时控制系统，要对随机发生的外部事件及时地做出响应，并进行处理，即能生的外部事件及时地做出响应，并进行处理，即能处理同时发生的大量呼叫，因此要求程控交换机的处理同时发生的大量呼叫，因此要求程控交换机的操作系统是一个实时多任务的操作系统。具体包括操作系统是一个实时多任务的操作系统。具体包括以下主要功能：以下主要功能：（1）任务调度：按照优先级的不同为不同的程序分配处）任务调度：按照优先级的不同为不同的程序分配处理机的机时。理机的机时。（2）

5、输入）输入/输出控制：控制交换机外设及数据存储器的输输出控制：控制交换机外设及数据存储器的输入输出操作。入输出操作。（3）系统资源的分配：为进程（正在进行中的处理过程）系统资源的分配：为进程（正在进行中的处理过程）分配系统资源。分配系统资源。（4）处理机间通信的管理与控制：为多处理机系统提供）处理机间通信的管理与控制：为多处理机系统提供相互通信的平台，并进行控制。相互通信的平台，并进行控制。（5）系统运行的监测及出错处理。）系统运行的监测及出错处理。 (6) 时间服务等。时间服务等。 除此之外，还有操作系统除此之外，还有操作系统接口管理和初始化程序接口管理和初始化程序等。等。 交换机操作系统功

6、能较少，构成也要简单。下面只对交换机操作系统功能较少，构成也要简单。下面只对任务的调度进行讨论。任务的调度进行讨论。1.1.程序级别划分和任务程序级别划分和任务程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为三级：程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为三级：执行实时性要求高的程序，执行实时性要求高的程序， 如各种扫描程序。如各种扫描程序。级别最高，由于故障的发生是随机的，在发生故障级别最高，由于故障的发生是随机的，在发生故障 时立即产生中断，调用故障处理程序。时立即产生中断，调用故障处理程序。优先级别最低，执行实时性要求不高的程序，优先级别最低，执行实时性要求不高的程序， 如维护

7、和管理程序。如维护和管理程序。为了确保时钟级程序的周期性执行，由作为外围设备的时钟计数电路为了确保时钟级程序的周期性执行，由作为外围设备的时钟计数电路( (如如CTCCTC芯片芯片) )向处理机发出定时中断的请求，称为时钟中断。时钟中断周向处理机发出定时中断的请求，称为时钟中断。时钟中断周期一般在期一般在4 4msms至至1010msms之间。故障级和时钟级都是在中断中执行的之间。故障级和时钟级都是在中断中执行的. . 4.2.2 程序的级别划分和调度程序的级别划分和调度（1 1）程序的级别划分）程序的级别划分如表如表2.12.1程序级别程序级别级别划分级别划分执行内容执行内容故障级故障级FH

8、FH级级FMFM级级FLFL级级紧急处理紧急处理处理机故障处理机故障话路话路I/OI/O子系统故障子系统故障时钟级时钟级H H级级L L级级严格定时要求的处理严格定时要求的处理严格定时性稍次的处理严格定时性稍次的处理基本级基本级BQ1BQ1BQ2BQ2BQ3BQ3内部处理内部处理外部处理外部处理维护处理维护处理表表2.1 2.1 程序级别的划分程序级别的划分4.2.2 程序的级别划分和调度程序的级别划分和调度（2 2）各级的任务）各级的任务程序级别划分和任务程序级别划分和任务 负责故障的识别与处理，具有最高优先级，在发生负责故障的识别与处理，具有最高优先级，在发生故障时产生故障中断，立即调用故

9、障处理程序。故障时产生故障中断，立即调用故障处理程序。故障级程序的任务故障级程序的任务l执行实时性要求严格的进程或其他要求定时执行的执行实时性要求严格的进程或其他要求定时执行的进程，如各种扫描程序都属于时钟级。进程，如各种扫描程序都属于时钟级。l比如时钟中断发生后，立即进入时钟级调度管理程比如时钟中断发生后，立即进入时钟级调度管理程序，确定本次时钟中断应调度哪些时钟级进程。序，确定本次时钟中断应调度哪些时钟级进程。l时钟级进程的类型不同，周期不同，例如，时钟级进程的类型不同，周期不同，例如，10ms中中断用来执行拨号脉冲扫描，即每隔断用来执行拨号脉冲扫描，即每隔10ms启动一次拨启动一次拨号脉

10、冲识别程序，扫描用户线上有无拨号脉冲；号脉冲识别程序，扫描用户线上有无拨号脉冲；时钟级程序的任务时钟级程序的任务程序级别划分和任务程序级别划分和任务l100ms中断用于摘中断用于摘/挂机扫描，即每隔挂机扫描，即每隔100ms启动一次启动一次摘摘/挂机扫描程序，扫描用户是否挂机。挂机扫描程序，扫描用户是否挂机。l故障级和时钟级都是在中断中执行的，时钟中断周期故障级和时钟级都是在中断中执行的，时钟中断周期一般在一般在4ms l0ms之间。之间。程序级别划分和任务程序级别划分和任务l基本级执行定时性要求不太严格的进程，基本级中的基本级执行定时性要求不太严格的进程，基本级中的程序大部分没有周期性，而是

11、按需执行，有任务就激活。程序大部分没有周期性，而是按需执行，有任务就激活。l正常情况下，只有时钟级和基本级交替执行。正常情况下，只有时钟级和基本级交替执行。每当时每当时钟中断到来时，就执行时钟级进程，执行完毕转入基本钟中断到来时，就执行时钟级进程，执行完毕转入基本级的执行。级的执行。基本级程序的任务基本级程序的任务调度调度静态调度静态调度动态调度动态调度 把处理机时间等分为一组连续的时间片。所有程序都按其优先级在某一段时间内分配到若干块时间片。 方法简单，缺点是不能很好地反映系统中各任务的实时性情况。 完全按各程序的优先级来进行。 反映了各任务的实时性， 处理机使用效率高。 但算法复杂。程序的

12、调度程序的调度2. 2. 程序的调度和执行过程程序的调度和执行过程程序的调度功能：程序的调度功能：实现系统并行处理，即调度合实现系统并行处理，即调度合适的程序占用处理机。适的程序占用处理机。在整个工作软件系统中，几乎所有的应用程序在整个工作软件系统中，几乎所有的应用程序(进进程程)都必须经过操作系统的调度才能占用处理机。都必须经过操作系统的调度才能占用处理机。 （1）故障级程序的调度与处理）故障级程序的调度与处理2. 2. 程序的调度和执行过程程序的调度和执行过程交换机在正常情况下，每次时钟中断到来后，先依交换机在正常情况下，每次时钟中断到来后，先依次执行时钟级任务，然后执行基本级任务，如此循

13、次执行时钟级任务，然后执行基本级任务，如此循环下去。环下去。但是程控交换机在长期的运行中总会发生故障，故但是程控交换机在长期的运行中总会发生故障，故障级常采用不可屏蔽的中断方式激活处理程序，一障级常采用不可屏蔽的中断方式激活处理程序，一般不通过操作系统调度，由产生故障的资源直接向般不通过操作系统调度，由产生故障的资源直接向处理机发出不可屏蔽的中断请求，处理机在完整处处理机发出不可屏蔽的中断请求，处理机在完整处理完一条指令后，马上响应该中断请求，进入故障理完一条指令后，马上响应该中断请求，进入故障处理级。而正在执行的其他低优先级的程序将被中处理级。而正在执行的其他低优先级的程序将被中断执行，如图

14、断执行，如图4.2所示。所示。由图可见，每隔由图可见，每隔8ms产生一次产生一次中断，在第一个中断，在第一个8ms中断周期中断周期内，处理机按周期级、基本级内，处理机按周期级、基本级的顺序执行任务，执行完了以的顺序执行任务，执行完了以后，暂停并等待下一个中断的后，暂停并等待下一个中断的到来；到来； 在第二个在第二个8ms周期内，周期内，先执行周期级任务，然先执行周期级任务，然后执行基本级任务，但后执行基本级任务，但基本级任务没有执行完基本级任务没有执行完就被中断了，进入第三就被中断了，进入第三个个8ms周期。周期。第三个周期没到第三个周期没到8ms的的时间，周期级任务没有时间，周期级任务没有执

15、行完，就发生了故障，执行完，就发生了故障，正在执行的任务很快被正在执行的任务很快被中断，程序转入故障处中断，程序转入故障处理级，进行故障的识别理级，进行故障的识别和处理，故障处理任务和处理，故障处理任务完成后，再返回执行周完成后，再返回执行周期级任务。期级任务。故障级周期级基本级暂停8ms时钟中断时钟中断时钟中断8ms8ms（周期级调度）（周期级调度）（1）故障级程序的调度与处理）故障级程序的调度与处理u时钟级程序用于处理按一定周期执行的任务。时钟级程序通常用时钟级程序用于处理按一定周期执行的任务。时钟级程序通常用来发现外部事件，但不直接对事件进行处理，而是通过操作系统调来发现外部事件，但不直

16、接对事件进行处理，而是通过操作系统调度相关程序完成处理操作。度相关程序完成处理操作。u即时钟中断发生后，进入时钟级调度管理程序，其任务是确定本即时钟中断发生后，进入时钟级调度管理程序，其任务是确定本次时钟中断应调度哪些时钟级进程。次时钟中断应调度哪些时钟级进程。u时钟级调度程序是由硬时钟中断方式启动的。在电路交换系统中，时钟级调度程序是由硬时钟中断方式启动的。在电路交换系统中，一般都设置一个系统时钟硬件定时器，它周期性的产生一个时钟中一般都设置一个系统时钟硬件定时器，它周期性的产生一个时钟中断，例如每隔断，例如每隔410ms产生一个脉冲，经处理机的中断接口激活中产生一个脉冲，经处理机的中断接口

17、激活中断服务程序。中断服务程序保护当前更低优先级程序的执行断点，断服务程序。中断服务程序保护当前更低优先级程序的执行断点，然后按照时钟级程序任务调度表调度执行相关处理程序。然后按照时钟级程序任务调度表调度执行相关处理程序。程序的级别划分和调度程序的级别划分和调度方法一：时间表调度法方法一：时间表调度法方法二：多级链表调度法方法二：多级链表调度法时钟中断发生后，进入时钟级调度管理程序，其时钟中断发生后，进入时钟级调度管理程序，其任务是确定任务是确定。通常通常。u时钟级程序任务调度表（时间表）的组成时钟级程序任务调度表（时间表）的组成计数器计数器屏蔽表屏蔽表时间表时间表程序入口地址表（转移表）程序

18、入口地址表（转移表）时钟级调度时钟级调度时间表的构成：时间表的构成：时间表时间表时钟级中断的周期是8ms 96ms8ms96ms96ms96ms8ms16ms96ms 按每按每8 8msms中断并加中断并加1 1 ； 计数器的数值为计数器的数值为96ms（时间表要执行的单元时间表要执行的单元数数 12行行,1行执行时间行执行时间8ms， 81296ms）； 清零，重新开始计数。清零，重新开始计数。u 时钟级程序调度过程时钟级程序调度过程时钟级调度时钟级调度时钟级中断的周期是8ms 是一个执行任务的调度表是一个执行任务的调度表, ,它规定了它规定了时钟级程序的执行周期和执行时间时钟级程序的执行周

19、期和执行时间. .与与转移表一起按规定调度各时钟级程序。转移表一起按规定调度各时钟级程序。 可以提供可以提供在程序在程序执行时，时间表中的内容要与执行时，时间表中的内容要与屏蔽表中相应位内容进行逻辑屏蔽表中相应位内容进行逻辑“与与”，结果是，结果是1 1，则执行该，则执行该程序，若结果是程序，若结果是0 0，则不执行。，则不执行。这样，不改变时间表内容，灵这样，不改变时间表内容，灵活地改变屏蔽表来控制程序是活地改变屏蔽表来控制程序是否执行。否执行。 96ms8ms96ms96ms96ms8ms16ms96ms入口地址表）入口地址表） 表中的内容是各个表中的内容是各个程序的入口地址。程序的入口地

20、址。 按照这个地址去调按照这个地址去调用相应的程序。用相应的程序。 时钟级调度时钟级调度时钟级中断的周期是8ms 此例时间表有此例时间表有1212个单元（个单元（1212行）行） 每行有每行有1616列，即字长列，即字长1616位。位。 表中填表中填“1 1”的位表示要执行的位表示要执行相应的程序，其对应的程序地相应的程序，其对应的程序地址由转移表提供；址由转移表提供； 填填“0 0”或空白的位表示不执或空白的位表示不执行相应的程序。行相应的程序。程序程序的最长的最长执行周执行周期为期为9696m m，所以时所以时间表需间表需有有1212个个单元。单元。 96ms8ms96ms96ms96ms

21、8ms16ms96ms时钟级调度时钟级调度时钟级中断的周期是8ms 用填用填“1 1”的位置来控的位置来控制各个程序的执行周期。制各个程序的执行周期。 每一行都有每一行都有“1 1” 说说明每隔明每隔8 8msms执行一次；执行一次； 如果隔一行有如果隔一行有“1 1” ，为为1616msms执行一次；执行一次； 每隔每隔1111行有行有“1 1”的，的，为为9696msms执行一次。执行一次。 96ms8ms96ms96ms96ms8ms16ms96msu 时间表的调用程序过程( (3 3) ) 基本级调度基本级调度基本级调度基本级调度基本级中的程序是按需执行，有任务就激活。基本级中的程序是

22、按需执行，有任务就激活。可将需要执行的任务排队，同一级按先到先可将需要执行的任务排队，同一级按先到先服务的原则调度执行。服务的原则调度执行。 基基本本级级调调度度管管理理程程序序 基本级调度基本级调度 基本级队列处理基本级队列处理 基本级调度基本级调度 基本级中的队列就是处理登记表的队列，是在基本级中的队列就是处理登记表的队列，是在发现处理要求的进程中登记的。发现处理要求的进程中登记的。 例如，用户扫描发现用户呼出，就登记呼出事例如，用户扫描发现用户呼出，就登记呼出事件处理登记表。件处理登记表。 对应于先到先处理的原则，可将登记表构成先对应于先到先处理的原则，可将登记表构成先进先出的链形队列，

23、或称为进先出的链形队列，或称为FIFO链。链。 基本级调度基本级调度队首指示字队首指示字HP指明排在指明排在最前的登记最前的登记表的首地址表的首地址,据此可查到据此可查到第一张表。第一张表。每张登记表除去应登记的各种数据以外，还有下一张表每张登记表除去应登记的各种数据以外，还有下一张表的首地址，故一直可找到最后一张表的首地址，故一直可找到最后一张表(地址栏内填地址栏内填0)。在处理时应先取第一张表，依据是队首指示字。在处理时应先取第一张表，依据是队首指示字。当新的表格进入链队时应排在队尾，故应另设队尾当新的表格进入链队时应排在队尾，故应另设队尾指示字指示字TPTP，指明排在队尾的登记表的首址。

24、指明排在队尾的登记表的首址。先进先出的链形队列先进先出的链形队列4.3 程控交换机的应用软件程控交换机的应用软件程控交换机的应用软件程控交换机的应用软件包括包括呼叫处理程序呼叫处理程序OAM程序程序（操作、维护和管理）操作、维护和管理）数据库系统数据库系统呼叫处理程序是整个呼叫过程的呼叫处理程序是整个呼叫过程的控制控制软件，软件，主要完成：主要完成：1. 呼叫处理软件呼叫处理软件 呼叫连接的建立呼叫连接的建立 连接的释放连接的释放 业务流程的控制业务流程的控制(1) 用户数据和局数据的操作和管理。用户数据和局数据的操作和管理。(2) 测试、告警、故障诊断及处理。测试、告警、故障诊断及处理。(3

25、) 动态监视、话务统计及计费管理。动态监视、话务统计及计费管理。(4) 过负荷控制等。过负荷控制等。呼叫处理软件呼叫处理软件2. OAM软件软件OAM软件的功能：软件的功能：程控交换机在进行呼叫处理和操作维护管理过程中，程控交换机在进行呼叫处理和操作维护管理过程中，会使用和生成大量的数据，这些数据包括：会使用和生成大量的数据，这些数据包括：呼叫处理软件呼叫处理软件与交换机的硬件体系结构和软件程序有关，不随交换与交换机的硬件体系结构和软件程序有关，不随交换局的应用环境而变化，不同的电话局若采用同一类型的局的应用环境而变化，不同的电话局若采用同一类型的交换系统，它们的系统数据是相同的。交换系统，它

26、们的系统数据是相同的。用户数据和局数据随着交换机的应用环境和开局用户数据和局数据随着交换机的应用环境和开局条件的不同而不同，主要包括：条件的不同而不同，主要包括：用户类别：用户类别：住宅用户、公用电话用户、住宅用户、公用电话用户、PABX用户、传真用户、传真用户等用户等话机类别：话机类别：PULSE（脉冲）话机、（脉冲）话机、DTMF话机话机用户状态：用户状态：空闲、忙、测试、阻塞等空闲、忙、测试、阻塞等限制情况：限制情况：呼出限制、呼入限制等呼出限制、呼入限制等呼叫权限：呼叫权限：本局呼叫、本地呼叫、国内长途、国际长途等本局呼叫、本地呼叫、国内长途、国际长途等计费类别：计费类别：定期、立即、

27、免费等定期、立即、免费等用户数据优先级：优先级：普通用户、优先用户。普通用户、优先用户。使用新业务权限：使用新业务权限：表示用户是否有权使用呼叫转移、会议表示用户是否有权使用呼叫转移、会议电话、电话、 三方通话、呼叫等待、热线电话、闹钟服务等三方通话、呼叫等待、热线电话、闹钟服务等新业务。新业务。新业务登记的数据：新业务登记的数据：闹钟时间、转移号码、热线号码等。闹钟时间、转移号码、热线号码等。用户号码：用户号码：用户电话薄号码、用户设备号等呼叫过程中的用户电话薄号码、用户设备号等呼叫过程中的动态数据：呼叫状态、时隙、收号器号、所收号码、动态数据：呼叫状态、时隙、收号器号、所收号码、 各种计数

28、值等各种计数值等用户数据交换机硬件配置情况：交换机硬件配置情况：用户端口数、出用户端口数、出/入中继线数、入中继线数、DTMF收号收号 器数、器数、MFC收发器数、信令链路数等收发器数、信令链路数等各种号码：各种号码：本地网编号及其号长、局号、应收号码、信本地网编号及其号长、局号、应收号码、信令点编码令点编码路由设置情况：路由设置情况：局向、路由数局向、路由数计费数据：计费数据：呼叫详细话单（呼叫详细话单（CDR）等）等统计数据：统计数据：话务量、呼损、呼叫情况等话务量、呼损、呼叫情况等交换机类别：交换机类别：C1C5，C5又分为市话端局、长市合一等又分为市话端局、长市合一等复原方式：复原方式

29、：主叫控制、被叫控制、互不控制主叫控制、被叫控制、互不控制3. 局数据主要包括：主要包括： 交换机检测到用户交换机检测到用户A摘机状态摘机状态 调查用户调查用户A的类别的类别(1) 主叫用户主叫用户A摘机呼叫摘机呼叫 是同线电话一般电话投币电话机小交换机等 调查话机类别调查话机类别是按钮话机是按钮话机号盘话机号盘话机4.3.1 程控交换机呼叫处理过程程控交换机呼叫处理过程 交换机寻找一个空闲收号器及它和主叫用户交换机寻找一个空闲收号器及它和主叫用户间的空闲路由；间的空闲路由； 寻找主叫用户和信号音间的一个空闲路由，寻找主叫用户和信号音间的一个空闲路由，向主叫用户送拨号音；向主叫用户送拨号音；

30、监视收号器的输入信号，准备收号。监视收号器的输入信号，准备收号。 (2) 送拨号音，准备收号送拨号音，准备收号一个呼叫处理过程(3) 收号收号 由收号器接收用户的拨号码由收号器接收用户的拨号码 收到第一位号后，停拨号音收到第一位号后，停拨号音 对收到的号码按位存储对收到的号码按位存储 对对“应收位应收位”、“已收位已收位”进行计数进行计数 将号首送向分析程序进行分析将号首送向分析程序进行分析(叫作预译处理叫作预译处理) 一个呼叫处理过程(4) 号码分析号码分析 在预译处理中分析号首，以决定呼叫类别在预译处理中分析号首，以决定呼叫类别(本局、本局、出局、长途、特服等出局、长途、特服等)，并决定该

31、收几位号；，并决定该收几位号； 检查这个呼叫是否允许接通检查这个呼叫是否允许接通(是否限制用户等是否限制用户等)； 检查被叫用户是否空闲。检查被叫用户是否空闲。 (5) 接至被叫用户接至被叫用户 向主叫用户送回铃音路由向主叫用户送回铃音路由 向被叫送铃流回路向被叫送铃流回路 主、被叫用户通话路由主、被叫用户通话路由(预占预占) 一个呼叫处理过程(6) 向被叫用户振铃向被叫用户振铃 向用户向用户B送铃流；送铃流； 向用户向用户A送回铃音；送回铃音； 监视主、被叫用户状态。监视主、被叫用户状态。 (7) 被叫应答通话被叫应答通话 被叫摘机应答，交换机检测到以后，被叫摘机应答，交换机检测到以后，停振

32、铃和停回铃音。停振铃和停回铃音。 建立建立A、B用户间通话路由，开始通话；用户间通话路由，开始通话； 启动计费设备，开始计费；启动计费设备，开始计费； 监视主、被叫用户状态监视主、被叫用户状态 一个呼叫处理过程 (8) 话终、主叫先挂机话终、主叫先挂机 主叫先挂机，交换机检测到以后，路由复原；主叫先挂机，交换机检测到以后，路由复原； 停止计费；停止计费； 向被叫用户送忙音。向被叫用户送忙音。 (9) 被叫先挂机被叫先挂机 被叫挂机，交换机检测到后，路由复原；被叫挂机，交换机检测到后，路由复原； 停止计费；停止计费； 向主叫用户送忙音。向主叫用户送忙音。 交换机对这个本局呼叫的基本处理过程如表交

33、换机对这个本局呼叫的基本处理过程如表4.24.2所示。所示。一个呼叫处理过程呼叫进展状况呼叫进展状况交换机相应的处理动作或状态变化交换机相应的处理动作或状态变化主叫主叫A摘机呼叫摘机呼叫交换机扫描程序检测到用户交换机扫描程序检测到用户A摘机状态摘机状态交换机查询端口参数性能表，以区分同线电话、普通电话、电话亭交换机查询端口参数性能表，以区分同线电话、普通电话、电话亭及用户小交换机等及用户小交换机等交换机检查话机类别，以确定是交换机检查话机类别，以确定是DP还是还是DTMF收号方式，查询收号收号方式，查询收号器状态器状态交换机检查用户呼叫限制情况交换机检查用户呼叫限制情况向向A送拨号音送拨号音

34、准备收号准备收号交换机找到一个空闲的交换机找到一个空闲的DTMF收号器和空闲的时隙收号器和空闲的时隙(路由路由)，并与用户，并与用户A连接连接交换机向主叫交换机向主叫A送拨号音送拨号音发送拨号音，进入收号监视状态发送拨号音，进入收号监视状态 收号阶段收号阶段在收号开始，为了能适应不同话机操作，交换机同时准备了在收号开始，为了能适应不同话机操作，交换机同时准备了DTMF和和DP收号方式收号方式当监视程序检测到用户当监视程序检测到用户A的线路状态在收号期间有脉动变化，表示的线路状态在收号期间有脉动变化，表示用户用户A采用采用DP方式拨号，则释放方式拨号，则释放DTMF收号器，停止送拨号音，软件收号

35、器，停止送拨号音，软件收号进行脉冲计数处理，否则为收号进行脉冲计数处理，否则为DTMF拨号方式，收到第一位号码后，拨号方式，收到第一位号码后，停止送拨号音停止送拨号音对收到的号码按位存储对收到的号码按位存储号码预译处理，交换机对号首进行分析，即进行字冠分析，判定呼号码预译处理，交换机对号首进行分析，即进行字冠分析，判定呼叫类别叫类别(本局、出局、长途、特服等本局、出局、长途、特服等)，并决定应收号位数，并决定应收号位数对对“应收号位应收号位”和和“已收号位已收号位”进行计数，井与进行计数，井与“应收号长应收号长”比较比较一个完整的局内电话用户呼一个完整的局内电话用户呼叫过程分成叫过程分成7 7

36、个不同的阶段个不同的阶段检查用户呼叫权限，无权用户则送拒绝音，并停止收号检查用户呼叫权限，无权用户则送拒绝音，并停止收号应收号位已满应收号位已满,分析号码分析号码,查找被叫用户查找被叫用户B的端口状态及链路状态的端口状态及链路状态当链路忙则送拥塞音，当用户当链路忙则送拥塞音，当用户B忙则向用户忙则向用户A送忙音送忙音有空闲链路且被叫空闲，则为有空闲链路且被叫空闲，则为A、B双方预占通话路由，并向主叫双方预占通话路由，并向主叫用户用户A送回铃音，向被叫用户送回铃音，向被叫用户B送铃流送铃流将路由接至被叫将路由接至被叫B；向被叫；向被叫B振铃；向主叫振铃；向主叫A送回铃音送回铃音如果主叫用户提前挂

37、机，则停铃流并拆线复原如果主叫用户提前挂机，则停铃流并拆线复原被叫超时不摘机，对被叫停铃流，主叫送忙音被叫超时不摘机，对被叫停铃流，主叫送忙音被叫摘机应答，停铃流和回铃音，建立被叫摘机应答，停铃流和回铃音，建立A、B用户间通话通路，通用户间通话通路，通话开始话开始启动计费设备，开始计费启动计费设备，开始计费监视主，被叫用户状态监视主，被叫用户状态如果主叫如果主叫A先挂机，交换机检测到后，复原路由，停止计费，向先挂机，交换机检测到后，复原路由，停止计费，向被叫被叫B送忙音送忙音如果被叫如果被叫B先挂机，交换机检测到后，复原路由，停止计费，向先挂机，交换机检测到后，复原路由，停止计费，向主叫主叫A

38、送忙音送忙音通话结束，被催挂的用户挂机，释放占用的所有资源通话结束，被催挂的用户挂机，释放占用的所有资源整个接续过程分为整个接续过程分为六六个阶段，每一阶段用一个稳定个阶段，每一阶段用一个稳定状态来标志。状态来标志。 空闲空闲 等待收号等待收号 收号收号 振铃振铃 通话通话 听忙音听忙音各个稳定状态之间由要执行的各种处理来连接。各个稳定状态之间由要执行的各种处理来连接。 程控交换机呼叫处理过程程控交换机呼叫处理过程一个呼叫处理过程的每个阶段，对应一个稳定的状态，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，要产生一些输出信号，然后跃迁到另一个稳定的状

39、态，如此反复。图4.6 一个局内接续过程的状态转移图从以上一个本局呼叫的呼叫处理过程可以看出，程控从以上一个本局呼叫的呼叫处理过程可以看出，程控交换机在整个呼叫中，就是处理机监视端口和设备的状交换机在整个呼叫中，就是处理机监视端口和设备的状态、识别和分析外部来的各种输入信号态、识别和分析外部来的各种输入信号(例如用户摘挂例如用户摘挂机、拨号等机、拨号等)，分配相关资源和输出信号，分配相关资源和输出信号(例如振铃、送例如振铃、送各种信号音等各种信号音等)；接着再进行监视、识别分析、分配资；接着再进行监视、识别分析、分配资源等等，如此周而复始地循环工作。源等等，如此周而复始地循环工作。程控交换机呼

40、叫处理过程程控交换机呼叫处理过程规范描述语言规范描述语言(SDL)(SDL)是是CCITT建议的一种高级语言建议的一种高级语言（图（图形语言）形语言） SDL具有两种表示形式具有两种表示形式 SDL图形表示法图形表示法有一套标准化的图形符号有一套标准化的图形符号 SDL正文短语表示法正文短语表示法类似于程序的语句类似于程序的语句 SDL可以用简单的方法来描述电话交换系统可以用简单的方法来描述电话交换系统 非常复杂的呼叫处理过程。非常复杂的呼叫处理过程。1. SDL 图简介图简介 4.1.2 用规范描述语言（用规范描述语言（SDL）图图 来描述呼叫处理过程来描述呼叫处理过程. .状态状态. .输

41、入输入. .输出输出. .判别判别. .任务任务 注释的内容注释的内容连接符连接符 状态名状态名状态号状态号SDL 常用符号自动电话交换机的接续流程图 去话接续去话接续向主叫送拨号音向主叫送拨号音有用户呼叫吗？有用户呼叫吗？是是否否首位号码来否吗？首位号码来否吗？是是否否有用户呼叫吗？有用户呼叫吗？是是否否有用户呼叫吗？有用户呼叫吗？是是否否有用户呼叫吗？有用户呼叫吗？是是否否停送拨号音，收存号码停送拨号音，收存号码用用SDLSDL图来描述图来描述呼叫处理过程呼叫处理过程图4.8 一个局内呼叫的SDL简化图2. 一个局内呼叫处理的一个局内呼叫处理的SDL图图4.3 4.3 呼叫处理软件呼叫处理

42、软件4.3 4.3 呼叫处理软件呼叫处理软件4.3 4.3 呼叫处理软件呼叫处理软件4.3 4.3 呼叫处理软件呼叫处理软件4.3 4.3 呼叫处理软件呼叫处理软件一个呼叫过程包括三部分处理：一个呼叫过程包括三部分处理：(1) 输入处理：输入处理：识别并接受从外部输入的处理请求和其识别并接受从外部输入的处理请求和其他有关信号（这是数据采集部分）。他有关信号（这是数据采集部分）。(2) 内部处理：内部处理：根据输入信号和现有状态进行分析、判根据输入信号和现有状态进行分析、判别、然后决定下一步任务（这是内部数据处理部分别、然后决定下一步任务（这是内部数据处理部分 ） 。(3) 输出处理：输出处理：

43、根据分析结果，发布一系列控制命令。命令对象可能根据分析结果，发布一系列控制命令。命令对象可能是内部某一些任务，也可能是外部硬件。是内部某一些任务，也可能是外部硬件。 4.3 呼叫处理软件呼叫处理软件4.3 呼叫处理软件呼叫处理软件 程控交换机的运行软件程控交换机的运行软件: 联机程序，存放在交换机的处理机系统中。 运行软件的基本任务运行软件的基本任务: 控制交换机的运行控制交换机的运行-完成呼叫处理。完成呼叫处理。 呼叫处理软件的组成：呼叫处理软件的组成： 程控交换系统，执行的处理任务分为三种类型：程控交换系统，执行的处理任务分为三种类型： 因此，因此，程序也有三种类型：三种类型： 输入处理输

44、入处理内部处理内部处理输出处理输出处理输入处理程序输入处理程序分析程序分析程序任务执行程序。任务执行程序。呼叫处理软件输入处理软件输入处理软件输入处理的任务输入处理的任务收集话路设备的状态变化和有关信息收集话路设备的状态变化和有关信息各种扫描程序都属于输入处理各种扫描程序都属于输入处理1.1.输入处理与扫描输入处理与扫描 用户状态扫描用户状态扫描用户摘/挂机 拨号脉冲扫描拨号脉冲扫描 （PULSE） 双音信号双音信号（DTMF） 局间多频信号的接收扫描局间多频信号的接收扫描 中继占用扫描中继占用扫描（ No.1或No.7）例如：例如：输入处理主要任务是发现事件而不是处理事件输入处理主要任务是发

45、现事件而不是处理事件-因此扫描程因此扫描程序执行的时间应尽量缩短。为提高效率，用汇编语言编写序执行的时间应尽量缩短。为提高效率，用汇编语言编写* 扫描取样扫描取样扫描与输入扫描与输入 由于在当前的程控交换机中，模拟用户接口的数量由于在当前的程控交换机中，模拟用户接口的数量仍占多数，对模拟用户和中继接口监测信令的扫描和仍占多数，对模拟用户和中继接口监测信令的扫描和输入仍是呼叫处理的一项主要负担。输入仍是呼叫处理的一项主要负担。接口输出的监测信号是一个二进制的高、低电平信接口输出的监测信号是一个二进制的高、低电平信号。因此，每路接口的输入与输出仅需要号。因此，每路接口的输入与输出仅需要1位存储器。

46、位存储器。 而控制系统的数据总线常是而控制系统的数据总线常是8位、位、16位甚至位甚至32位，位，接口监测信号的读入需要并行进行。接口监测信号的读入需要并行进行。控制系统以控制系统以8路并行的方式读入接口数据的原理路并行的方式读入接口数据的原理呼叫处理软件-扫描与输入扫描与输入图图4.7 4.7 扫描与输入扫描与输入 控制系统周期地扫描接控制系统周期地扫描接口监测信号的输出电平，口监测信号的输出电平，扫描周期为扫描周期为8 8msms，每次读每次读入入8 8位作为本次扫描结果位作为本次扫描结果存于存储器存于存储器中。中。 将该数据与存储在将该数据与存储在中中的上一次扫描结果相比较的上一次扫描结

47、果相比较，可得到每个接口监测信，可得到每个接口监测信号的变化，该变化存储在号的变化，该变化存储在状态变化指示存储器状态变化指示存储器中中，供处理系统读取，供处理系统读取控制系统以控制系统以8路并行的方式读人接口数据的原理路并行的方式读人接口数据的原理呼叫处理软件-扫描与输入扫描与输入图图4.7 4.7 扫描与输入扫描与输入 PR LRPR LRSRSRPRPRLRLR监测信令电平的变化引起中相应位由0变为1，从而引起相应处理子进程的启动与运行。因此，每次扫描操作包括两步： 上一次扫描结果通过对用户线上有无电流，就可检测到用户线上的摘/挂机信号及脉冲拨号信号。挂机摘机摘挂机识别：就是识别出“0”

48、、“1”变化。用用户户摘摘/ /挂机挂机识别识别原理原理“0”“1”取样也可以假设低电平为也可以假设低电平为“1 1”，高电平为，高电平为“0 0”用用户户摘摘/ /挂机挂机识别识别原理原理接收用户线路信号的处理子进程接收用户线路信号的处理子进程SDL图图任务：任务：将线路监测扫描获得的电平信号（将线路监测扫描获得的电平信号（0 0或或1)1)结合结合时间关系产生便于上层软件处理的时间关系产生便于上层软件处理的“摘机摘机”、“挂挂机机”、“拍簧拍簧”、“l l”、“2 2”、等代码或符号等代码或符号 。接收用户线路信号的处理子进程接收用户线路信号的处理子进程SDL图图状态状态0 空闲空闲1 等

49、待收号等待收号2 收号收号3 振铃振铃 4 通话通话5 听忙音听忙音子进程启动后一直处于状态0，直至收到扫描输出PR=1，进入状态1，等待收号，如果PR=1的持续时间小于l00ms，认为是突发干扰，忽略其出现，返回状态0。 如果PR=1持续时间大于l00ms，子进程向上层软件输出一个“摘机”信号，并进入状态2。PR=0使进程退出状态2，进入状态3。如果PR=0持续时间大于2s，进程输出“挂机”，如在2s内收到PR=1，则认为接收到一个环流“断”脉冲。断脉冲窄于50ms被认作干扰，不予处理；在l00ms至2s之间被判作“拍簧”；50ms至100ms认为是一个数字脉冲，并转入状态4，通话状态。 接

50、收线路信号的处理子进程接收线路信号的处理子进程SDL图图图4.9(b)给出了线路信号与流程状态的对应关系。 如果PR=1维持不变达200ms以上，便认为数字(D)接收完毕。即此时为位间隔。进程输出D后返回状态2；如在200ms以内再次扫描到PR=0，则认为数字尚未收全，应继续收号。状态状态0 空闲空闲1 等待收号等待收号2 收号收号3 振铃振铃 4 通话通话5 听忙音听忙音如果在2s内收到PR内容从0变为1，则认为收到一个 “续”脉冲，停止计时；“续”脉冲（由T3的时间确定）窄于50ms被认作干扰，不作处理；宽度在l00ms至2s之间被认为是“拍簧”；50ms至l00ms之间D=D+1，认为号

51、码已收完，转入通话状态（4），同时启动计时器T2。 DP扫描周期及位间隔扫描周期及位间隔u 模拟用户线的拨号信息有直流拨号脉冲（模拟用户线的拨号信息有直流拨号脉冲（DP）和）和DTMF两种信号，其收号扫描周期是不同的。两种信号，其收号扫描周期是不同的。u DP收号扫描的目的是及时捕捉用户线状态的变化，即收号扫描的目的是及时捕捉用户线状态的变化，即检测有无拨号脉冲的到来。检测有无拨号脉冲的到来。u 脉冲收号扫描周期的确定原则是在任何一个脉冲的断、脉冲收号扫描周期的确定原则是在任何一个脉冲的断、续时间内，至少有一次脉冲扫描（拨号数据采集）。保证续时间内，至少有一次脉冲扫描（拨号数据采集）。保证在识

52、别过程中不漏掉每一个脉冲。在识别过程中不漏掉每一个脉冲。DP扫描周期及位间隔扫描周期及位间隔DP收号扫描周期收号扫描周期我国标准规定：脉冲速度为每秒钟我国标准规定：脉冲速度为每秒钟820个脉冲。个脉冲。脉冲断、续比脉冲断、续比脉冲宽度脉冲宽度( (断断) )和间隔宽度和间隔宽度( (续续) )之比之比 我国标准规定为我国标准规定为1:11:13 3:1:1DP收号扫描周期与收号扫描周期与脉冲参数有关脉冲参数有关假设：号盘拨号最快速度是每秒假设：号盘拨号最快速度是每秒20个脉冲，则脉冲最短周期个脉冲，则脉冲最短周期T=1/20=0.05s=50ms；断、续比为；断、续比为2:1时，续的时间最短，

53、占时，续的时间最短，占1/3个周期，个周期，1/350ms = 16.7ms。只要脉冲识别扫描周期小。只要脉冲识别扫描周期小于于16.7ms，就能保证在识别过程中不漏掉每一个脉冲。为了，就能保证在识别过程中不漏掉每一个脉冲。为了不丢失信息，不丢失信息，DP收号扫描间隔取收号扫描间隔取8ms（16.7ms）。）。扫描周期的确定（ 96ms ）1:11:13:13:1 位间隔周期位间隔周期 脉冲拨号的一位数字由一串脉冲组成，位间隔指的是数脉冲拨号的一位数字由一串脉冲组成，位间隔指的是数字（一串脉冲）之间的间隔。同一位数字的各脉冲间隔较短，字（一串脉冲）之间的间隔。同一位数字的各脉冲间隔较短，而数字

54、间的位间隔时间则较长。而数字间的位间隔时间则较长。 进行位间隔识别首先要确定位间隔识别的扫描周期，而进行位间隔识别首先要确定位间隔识别的扫描周期，而位间隔识别周期的确定与号盘最小间隔时间和脉冲参数有关，位间隔识别周期的确定与号盘最小间隔时间和脉冲参数有关，用用Ts表示位间隔识别周期。表示位间隔识别周期。扫描周期的确定（ 96ms ）1:11:13:13:1首先讨论最长的脉冲断、续时间间隔首先讨论最长的脉冲断、续时间间隔由于最慢的脉冲速度为每秒由于最慢的脉冲速度为每秒8个脉冲，所以脉冲周期个脉冲，所以脉冲周期T=1/8=0.125s=125ms，脉冲断的时间是用户线状态无变化的最大，脉冲断的时间

55、是用户线状态无变化的最大间隔，用间隔，用Tmax表示，表示， Tmax125ms2/3 = 83.3ms。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扫描周期Ts应大于应大于Tmax。综合起来，综合起来，Ts介于介于83.3ms和和125ms之间，并考虑到时钟中断周之间，并考虑到时钟中断周期的整倍数，所以位间隔扫描周期取定为期的整倍数，所以位间隔扫描周期取定为96ms或或100ms。扫描周期的确定（ 96ms ） 位间隔识别 位间隔识别的目的是判别一位数字的结束。若在一个位间隔扫描周期(100ms)内，用户线状态没有发生变

56、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Ts，它有可能是一个位间隔。位间隔识别的实质-是识别在一定时间内有无脉冲断续变化。图 4. 11 位间隔识别图如果相当于一位数字的一串脉冲刚结束，位间隔识别点刚过去，因此就要花接近于两个T位的时间才能识别出位间隔（2T位）。 扫描周期的确定 DTMF拨号方式是利用高低两组不同拨号方式是利用高低两组不同的音频进行组合来代表不同的号码。在的音频进行组合来代表不同的号码。在交换机中有专门的硬件电路组成收号器，交换机中有专门的硬件电路组成收号器，如图如图4.12所示。收号器用来接收所示。收号器用来接收DTMF脉冲

57、信号，先经高、低群带通滤波器进脉冲信号，先经高、低群带通滤波器进行行fL/fH区分，然后过零检测、比较，得区分，然后过零检测、比较，得到相应于到相应于DTMF的两路的两路fL、fH信号送到信号送到译码器，后面的任务要受一个叫状态指译码器，后面的任务要受一个叫状态指示器（示器（SP）状态的控制，如图）状态的控制，如图4.12所所示。示。图4.12 DT MF收号器示意图扫描周期的确定 图4.12 DT MF收号器示意图 图中专门设置了一个图中专门设置了一个“信号出现标志信号出现标志”位位SP，在没有数字脉冲来临时，在没有数字脉冲来临时，SP保持保持低电平，在有数字脉冲到来时，低电平，在有数字脉冲

58、到来时，SP变为变为高电平，脉冲过后高电平，脉冲过后SP恢复为低电平。由恢复为低电平。由于在于在DTMF方式中，代表每位号码所发送方式中，代表每位号码所发送的两个音频信号最短持续时间为的两个音频信号最短持续时间为40ms，每位号码之间的间隔每位号码之间的间隔(位间隔位间隔)时间在时间在100ms左右，为了确保不漏读左右，为了确保不漏读DTMF号码，号码，DTMF拨号数字接收程序可以每拨号数字接收程序可以每20ms运行一次，扫描运行一次，扫描SP位，如两次连续扫描发现位，如两次连续扫描发现SP由低电平变为高电平，则说由低电平变为高电平，则说明有新的数字到来，即明有新的数字到来，即SP=1，然后启

59、动内部译码开始标志产生电路，产生一个使，然后启动内部译码开始标志产生电路，产生一个使能信号，控制译码器开始译码（码型变换），生成能信号，控制译码器开始译码（码型变换），生成16种种DTMF信号音的信号音的4个比特的个比特的二进制二进制BCD码（码（D0D3），如表），如表4.3所示。译码任务完成后，送入锁存器，锁存、所示。译码任务完成后，送入锁存器，锁存、缓冲，送到数据总线上，在缓冲，送到数据总线上，在SP状态的控制下送入交换系统。状态的控制下送入交换系统。扫描周期的确定 低频高频数D3D2D1D0低频高频数D3D2D1D069712091000185214779100169713362001

60、09411336010106971477300119411209*10117701209401009411477#11007701336501016971633A11017701477601107701633B11108521209701118521633C11118521336810009411633D0000表4.3 DTMF信号对应的BCD码目前目前DTMF号码接收硬件电路，一般采用集成解码电路（如，号码接收硬件电路，一般采用集成解码电路（如，MT8870、MT8880等），或者利用数字信号处理技术将多个话路的等），或者利用数字信号处理技术将多个话路的DTMF信号进行解码，信号进行解码，