程控交换机软件构成与呼叫处理机制-优快云博客

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现代交换技术

第四章
第五章
第六章
- 概述

第四章

程控交换机的软件组成

在线程序

定义：交换机中运行使用的、对交换系统各种业务进行处理的软件综合，它可分为系统程序和应用程序

呼叫处理程序

定义：负责整个交换机所有呼叫的建立与释放，以及交换机各种新服务性能的建立与释放

执行管理程序（操作系统）

定义：负责对交换系统（处理机）的硬件和软件资源进行管理和调度

数据

表格

数据以表格的形式存放，包括检索表格和搜索表格

检索表格：以源数据为索引，进行查表来得到所需目的数据
- 单级索引表格：直接用索引查一个表格即可得到目的数据
- 多级索引表格：通过多级表格检索查找才能获得目的数据
搜索表格：以源数据为依据，从表首开始自上而下地依次与表格中的源数据比较，从而得到目的数据

呼叫处理的基本原理

呼叫处理过程及状态迁移

呼叫处理过程

整个IP电话的呼叫流程可分为3部分：连接阶段、通话阶段、拆线阶段。

建立连接阶段
在空闲状态下，CPU一直循环检测是否有摘机或其它用户呼入的信号。用户摘机时， CPU检测到摘机信号，就发送拨号音给用户并准备接收用户所拨的电话号码。待号码收齐后，CPU给服务器发送ARP请求，收到服务器的应答后再发送ICMP请求，从服务器的ICMP应答
中获取对端的IP地址及物理地址，然后开始发起呼叫。通过ICMP包送到Ethernet，等待被叫用户回应，如果等待一段时间，用户未回应，说明用户不在或线路故障，给用户送忙音；如果被叫用户回应，就给话筒送回铃音，同时被叫用户一方振铃；若被叫久不摘机，被叫停止振铃，并发ICMP消息给主叫用户拆线，主叫用户收到此消息，送忙音，等待主叫用户挂机；如果被叫用户在规定时间内摘机，则停止送振铃音，并用ICMP应答信号，通知主叫用户，被叫已应答，主叫用户收到此消息，停止送铃音，通话开始。
通话阶段
进入通话阶段，主叫用户就开始发送话音数据的IP包。具体过程如下：首先，将编码后的语音数据进行接收，并按照UDP进行封装，再封装成IP包送往Ethernet；同时，将Ethernet Card接收到的语音IP包进行拆包，并按一定节拍将解封语音数据进行解码，从而将被叫用户的话音送到听筒，将话筒的话音送到被叫方。被叫用户在通话阶段与主叫用户通
话阶段所处理的过程完全相同。
拆线阶段
当双方通话阶段结束时，如果主叫先挂机，CPU检测了挂机信号，就经被叫方送拆线信号ICMP。被叫方收到此拆线信号，就给被叫方送忙音，提醒被叫方挂机。如果被叫方挂机，就经主叫方送1个释放应答信号，并停止送忙音，这次通话就宣告结束。相反地，如果被叫方先挂机，其处理过程与上面是相同的。1次通话过程结束后，双方进入空闲状态，CPU再进行循环检测是否有摘机以及其它用户呼入的信号，然后重复上面的处理过程。

ICMP模块
　　ICMP模块主要实现对电话信令的封装。ICMP包可分为2种：ICMP请求和ICMP应答。ICMP请求包括2种情况：向服务器发送请求获取对方用户的IP地址及物理地址和向对端用户发送请求进行通话连接。相应的ICMP应答也有2种：服务器发送的应答和普通用户的应答。
　　主叫用户与服务器取得联系后，向服务器发送1个ICMP请求并等待应答，从服务器的应答中获取对方的IP地址和物理地址，然后再向对端发送1个ICMP请求包，从叫用户收到主叫用户的请求，做出应答。ICMP包的格式如图3所示。
　用数据区的第1个字节来标识2种情况：若第1个字节全为零，则在后面的数据区域中可填入IP地址及物理地址。若不全为零，则第1个字节为电话信令。电话信令可以自己定义，按照程控交换机的技术规范，只需要以下一些基本信令即可：（通过观察通话过程，发现只有结束通话时才通过ICMP通知对方说，不可达）

在呼叫处理程序控制下完成的

主叫用户摘机：检测摘机状态；调查用户相关类别
送拨号音：寻找空闲收号器；送拨号音并监视
收号：接受号码并存储；已收位计数；首位号预译处理
号码分析：确定接续类别、应收位；检查呼叫权限、被叫状态
接通被叫：测试并预占通话路由；找出送振铃、回铃音路由
被叫应答和通话：检测应答；停振铃和回铃音；通话、计费
话终挂机：检测挂机、停计费、空闲；路由复原；另一方忙音

用户线扫描程序

定义：用来对用户线的状态进行检测并及时发现用户线的状态变化

用户摘机识别：找出状态从1变成0的用户

用户摘机识别程序流程图

脉冲号码扫描程序

组成：

脉冲识别：识别脉冲串中的每个脉冲
脉冲计数：脉冲识别的同时完成脉冲计数，4位二进制数
位间隔识别及号码存储：识别用户所拨号码时，包括识别脉冲个数和脉冲之间的间隔，间隔应大于300ms

任务执行和输出处理

任务执行程序

定义：为输出处理做的动作准备

路由选择：根据数字分析的结果，在相应的路由中选择一条空闲的中继栈
通路选择：在交换网络上选择一条空闲的通路（利用各级链路的忙闲表）

输出处理

定义：根据任务执行程序标志完成的命令，由输出处理程序输出硬件控制命令，控制硬件的接续或释放

路由驱动：话路、信号音发送路由、信号接收路由的接续和复原
发送分配信号
转发拨号脉冲：建立一个发号存储区，在此设有发号请求标志、节拍标志、脉串标志和号位计数器
多频信号发送
线路信号发送

程序的执行管理

程序的级别划分

故障级程序：实时性要求最高的程序
周期级程序：实时要求较高的程序
基本级程序：对实时性要求不太严格，有些没有周期性，有任务就执行

周期级的调度管理

定义：周期级程序中各个程序的执行周期不同，而对众多的周期级程序，需要用时间表来调度控制

第五章

移动交换系统概述

移动交换控制的特征

移动用户在服务区内移动，必须有位置登记功能、把通信线路接到用户所在区的交换机的跟踪接续功能、通过配有交换机的BS对用户的寻呼功能
移动用户在通信过程中从小区转移到其他小区，通信还要继续进行，必须有实现信道切换的功能
需要有用户服务类型、通信/空闲信息等用户数据，相关用户数据应为用户所到达的远地的交换机注册访问功能
移动网与其他公用固网进行连接的相互接续功能，从相互接续的交换机到用户本地交换机的跟踪接续功能

移动交换控制原理

移动呼叫处理

移动台初始化
- 移动用户首次进行移动通信系统时，进行位置登记
- 移动用户开机时，自动扫描捕获所在移动网号、基站号、位置区域等信息
- 移动用户漫游到新位置时，向VLR（访问位置寄存器）申请位置登记，得到临时性漫游号码
呼叫接续控制
- 公网/固网 $\rightarrow$ MS：市话用户拨号，进入MSC，MSC识别确认后变为移动用户识别码，根据MS上次登记的位置信息在相应区域内向所有BS广播呼叫该用户的识别码;MS收到寻呼信息后，检查上行控制信道的空闲状况，空闲则向BS发申请信道请求，MSC根据收到寻呼响应信号后确定MS所在小区;在小区内找出空闲语音信道，通知相关BS，启动发射机发检测音，并通过控制信道给MS发转移信道指令和信道号，MS收到指令后自动调谐到指定的语音信道并环回检测音给BS，然后BS确定之后就给MS送通知振铃信号，MS应答之后语音通路建立，MSC监测双方通话
- MS主呼的呼叫接续控制：发送被叫用户的号码，然后通过随机接入信道向BS发信息，BS接收成功则分配专用控制信道，并发送立即指配信令，MS收到信令则通过专用控制信道经过BS向MSC发业务请求信息，MSC进行认证参数，没有相关信息则进行MS认证处理，MSC根据结果向MS回送呼叫控制信号

移动交换的基本技术

漫游技术：移动用户从归属交换局控制区进入被访交换局控制区后仍能获得移动业务服务的网络功能
- 人工漫游：运营部门预先定有协议，预留一定数量的漫游号，用户漫游前必须提出申请
- 半自动漫游：用户至访问区发起呼叫时，由访问区人工台辅助完成，无需事先提出申请
- 自动漫游：进入新的无线服务区的漫游用户可以自动在该服务器内的移动交换局进行位置登记
切换技术：MS在移动过程中为保持与网络的持续连接而发生的波道切换技术，指正在通话的MS从一个小区到另一个小区时，MSC命令MS从本小区转接到另一个小区的无线信道上，以保持通话的连续性
- 越区切换：两个BS属于同一个MSC
- 越局切换：两个BS属于不同的MSC，新的语音通路占用两个MSC之间的局间中继电路