太平洋战争爆发后的中国与世界研究结果

4．3．3　呼叫处理软件

交换机呼叫处理过程根据其处理任务的特点可以分为三种类型：输入处理、内部处理和输出处理。

（1）输入处理

输入处理接收并识别外部端口输入的接续处理请求和相关参数，如用户状态（摘挂机等）扫描、超时信号扫描、双音信号和局间多频信号的接收扫描、中继占用扫描等。通过扫描采集外部事件信息，作为接续的依据。扫描与硬件有关，从软件的层次而言，扫描程序是接近硬件的低层软件，必须能有效地读取硬件状态信息。

（2）内部处理

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，决定下一步执行什么任务，如号码分析、状态分析、路由选择等。内部处理任务最大，实现呼叫建立过程的主要任务都在内部处理来完成。内部处理是由与硬件无直接关系的高一层软件来完成的。

（3）任务执行及输出处理

输出处理完成话路设备的驱动，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、振铃和停振铃、发码和接通话路的命令等，将完成这些消息的发送和相关动作的过程叫做输出处理。输出处理与输入处理一样，也是与硬件有关的低层软件。

一个呼叫处理过程，就是输入处理、内部处理和输出处理不断循环的过程。扫描和驱动是处理机在呼叫处理中与硬件联系的两种基本方式。

1．输入与扫描

（1）输入处理程序需完成的任务

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，对模拟用户和中继接口监测信令的扫描和输入是呼叫处理的一项主要负担。如用户摘/挂机信号、用户所拨号码是DP还是DTMF、中继线上的随路信令（中国No．1信令）、公共信道信令（No．7信令）等，将这些从接口进入到交换机的各种信号称为事件。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、准确地检测和识别到这些事件，报告给分析处理程序。

输入处理程序需完成的主要任务：

①扫描用户线，监视其状态变化。

②接收拨号脉冲、DTMF信号和MFC信号等。

③中继线线路信号扫描，监视采用No．1信令的中继线的状态。

④接收No．7信令及操作台的各种信号等。

（2）用户线扫描检测数据分析

图4．9为将线路扫描监测获得的信号处理成相应功能对应的代码（0或1）的电路示意图，利用它来说明用户线扫描监视程序完成检测和识别用户线状态变化的过程，即检测和识别用户线上的摘机/挂机信号和用户拨号信号。

图4．9　线路扫描监测获得的信号处理成相应功能对应的代码（0或1）电路示意图

用户线有两种状态：“断”和“续”。我国标准规定：“断”用“1”表示；“续”用“0”表示。因为电话机的供电电压是－48 V的居多，因此，摘机状态用户线上有直流电流，认为是低电平，定义为“续”，用“0”表示；挂机状态没有直流电流定义为“断”，用“1”表示。通过对用户线上有无直流电流，即对“1”和“0”的状态变化进行监视和分析，就可检测到用户线上的摘/挂机信号及脉冲拨号信号，其具体实现方法如图4．9所示。图中PR为本次扫描结果RAM，LR为前次扫描结果RAM，SR为状态变化指示RAM。由于接口输出的监测信号是高、低电平信号“0”或“1”，因此，每路接口的输入与输出的RAM都是1位的即可。由于每个用户的摘、挂机状态数据只占一个二进制位“0”或“1”，所以实际处理时可采用群处理方法，即每次对一组用户的状态数据进行处理。例如，8位的处理机每次可对8个用户的状态进行检测，16位的处理机可对16个用户进行处理，32位的处理机可对32个用户进行处理，因此接口监测信号的读入一般需要并行。图中接口数据以8路并行的方式读入，其处理过程如下：

①控制系统周期性地扫描接口监测信号的输出电平，扫描周期为8 ms，每次读入8位监测信号与扫描周期脉冲相与后，作为本次扫描结果存于存储器PR中。如果相与后的结果为“1”，说明扫描接口监测信号的输出为“1”（“断”），用户线上无直流信号；相与后的结果为“0”，说明扫描接口监测信号的输出为“0”（“续”），用户线上有直流信号。

②将PR中的本次数据与LR中的上一次扫描结果相比较，得到接口监测信号的变化结果，将该结果存储在状态变化指示存储器SR中。即PR＋LR→SR，供处理系统读取。

③本次扫描结果同时存入前次扫描结果的存储器，即PR→LR，作为下一次的前次扫描结果。

④监测信令电平的变化引起SR中相应位的变化，从而引起相应处理子进程的启动并运行。

（3）摘/挂机识别原理

程控交换机摘/挂机扫描程序的执行周期为200 ms，摘机识别就是在200 ms的周期性扫描中找到从“1”到“0”的变化点，挂机识别就是在200 ms的周期性扫描中找到从“0”到“1”的变化点。当某接口的监测信号电平变化时，扫描电路各存储器内容的相应变化情况以及摘/挂机识别如图4．10所示。

设初始LR和PR内容都为“1”，在第1次扫描抽样中，输入电平为“1”，与LR的内容“异或”后得“0”，表示状态未发生变化；当第2次抽样时刻到来时，输入信号已变为低电平，PR内容为“0”，但由于LR的内容为“1”，因而PR＋LR＝SR＝1。此后，每当输入电平变化时，SR将相应地置“1”。利用状态变化存储器SR的内容和LR存储的内容相“与”，即SR∧LR＝1，可进行挂机识别；SR∧LR＝1可进行摘机识别。用类似的方法也可进行脉冲数字识别。

图4．10　扫描过程中各存储器内容的变化及摘/挂机识别

为了能够及时检测到用户线上的状态变化，处理机必须周期性地去扫描用户线。用户摘/挂机扫描周期一般为100～200 ms，拨号脉冲识别周期一般为8～10 ms，因此，用户线扫描监视程序是周期级程序。

（4）接收用户线路信号的处理子进程SDL图

图4．11给出了接收用户线路信号的处理子进程SDL图，它所能完成的任务是将线路监测扫描获得的电平信号（0或1），结合时间关系产生上层软件处理需要的“挂机”、“摘机”、“1”、“2”、“3”等代码或符号。

子进程的处理过程启动后一直处于空闲状态（0），直至收到扫描输出PR内容为“1”，进入等待收号状态（1），同时启动计时器T ₀。如果PR内容为“1”的持续时间小于100 ms，便被认为是突发干扰，不作处理，返回状态“0”。如果PR内容为“1”持续100 ms以上，子进程将向上层软件输出一个“摘机”信号，并进入收号状态（2）。如果PR内容从“1”变到“0”（可能有拨号脉冲“0”，并非挂机），退出收号状态（2），进入振铃状态（3），同时启动计时器T ₁。如PR内容为“0”持续时间大于2s，认为无人接听，进程输出“挂机”信号；如果在2s内收到PR内容为“1”，则认为收到一个“断”脉冲，停止计时。“断”脉冲（由T₁的时间确定）窄于50 ms被认作干扰，不作处理；宽度在100 ms～2s之间被认为是用户拍叉簧，即“拍簧”。“拍簧”的功能是以闪断方式（线路断开300～600 ms）表示请求一个新的服务等，利用线路通断表示脉冲拨号数字及号位之间的间隔。例如，被叫用户为主叫用户转接其他用户，其步骤为：“拍簧”后，立即拨送转接的号码，一旦拨通，立即挂断电话，主叫用户即可和转接的用户通话；50～100 ms之间D＝1，被认为是有一个数字脉冲，然后转入振铃状态（3），同时启动计时器T₂；如果PR内容为“1”的时间大于200 ms，便认为数字“D”接收完毕，即此时被认为是位间隔（分隔两个数字之间的间隔），进程输出“D”后返回状态2；如果在200 ms内再次扫描到PR内容为“0”，则认为数字还没有收全，继续收号；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T ₃的时间确定）窄于50 ms被认作干扰，不作处理；宽度在100～2s之间被认为是“拍簧”；50～100 ms之间D＝D＋1，认为号码已收完，转入通话状态（4），同时启动计时器T ₂。

图4．11　接收用户线路信号的处理子进程SDL图

（5）DP收号扫描周期及位间隔周期

①DP收号扫描周期

模拟用户线的拨号信息有直流拨号脉冲（DP）和DTMF两种信号，其收号扫描周期是不同的。DP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。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）。用户线上脉冲识别的本质与摘/挂机识别是一样的，都是要识别用户线状态的变化，以及时检测到用户线状态的变化点，即拨号脉冲的到来，保证在识别过程中不漏掉每一个脉冲，因此，必须确定合适的脉冲识别扫描周期。

假设号盘拨号最快的速度是每秒20个脉冲，则脉冲最短周期T＝1/20＝0．05s＝50 ms；断、续比为2∶1时，续的时间最短，占1/3个周期，1/3×50 ms＝16．7 ms。只要脉冲识别扫描周期小于16．7 ms，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，扫描间隔取10 ms（＜16．7 ms）。

②位间隔周期

脉冲拨号的一位数字由一串脉冲组成，位间隔指的是一位数字（一串脉冲）之间的间隔。一位数字的各脉冲间隔较短，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T _s表示位间隔识别周期。

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8个脉冲，所以脉冲周期T＝1/8＝0．125s＝125 ms，脉冲断的时间是用户线状态无变化的最大间隔，用T max表示，T max＝125×2/3＝83．3 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T _s应大于T max。

综合起来，Ts介于83．3～125 ms之间，并考虑到时钟中断周期的整倍数，所以扫描周期取定为96 ms或100 ms。

③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（100 ms）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T _s，它有可能是一个位间隔。通常将两个扫描周期结合起来进行进一步判定识别，即若在第一个扫描周期（100 ms）内用户线状态发生了变化，而在紧接着下一个扫描周期（100 ms）内，用户线状态没有发生变化，就判定有可能检测到了一个位间隔。

（6）DTMF号码接收及扫描周期

DTMF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。在交换机中有专门的硬件电路组成收号器，如图4．12所示。收号器用来接收DTMF脉冲信号，先经高、低群带通滤波器进行f_L/f_H区分，然后过零检测、比较，得到相应于DTMF的两路f_L、f_H信号送到译码器，后面的任务要受一个叫状态指示器（SP）状态的控制，参见图4．12所示。图中专门设置了一个“信号出现标志”位SP，在没有数字脉冲来临时，SP保持低电平，在有数字脉冲到来时，SP变为高电平，脉冲过后SP恢复为低电平。由于在DTMF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40 ms，每位号码之间的间隔（位间隔）时间在100 ms左右，为了确保不漏读DTMF号码，DTMF拨号数字接收程序可以每20 ms运行一次，扫描SP位，如两次连续扫描发现SP由低电平变为高电平，则说明有新的数字到来，即SP＝1；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16种DTMF信号音的4个比特的二进制BCD码（D₀～D₃），如表4．3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SP状态的控制下送入交换系统。

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图4．12　DTMF收号器示意图

表4．3　DTMF信号对应的BCD码

目前DTMF号码接收硬件电路，一般采用集成解码电路（如M T8870、M T8880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，然后由信号接收程序以20 ms为周期地将解码后的数据读入系统。式（4－3－1）就是DTMF信号在接收处理过程中的算法，它确定了什么时候读出已被解码的数据。

这里，SP代表本次扫描读得的收号器SP端的状态，SPL代表上一次扫描读得的收号器SP端的状态。当算法的逻辑操作值为“1”时，表示该位DTMF号码已被解码，并且双频传输已结束，可以进行读出，如图4．13所示。

图4．13　DTMF收号过程示意图

2．内部分析处理

内部分析处理就是对交换机的输入信息、用户数据、当前状态、可用资源等进行分析处理，目的是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，与硬件无关。分析处理具体可分为来话分析、去话分析、号码分析、状态分析等。

内部分析又分成分析处理和任务执行处理两部分。内部处理程序的结果可以触发另一个内部处理程序或输出处理程序。

（1）分析处理

分析处理程序的一个共同的特点是要通过查表进行一系列的分析和判断。来话分析、去话分析、号码分析、状态分析都属于分析处理部分。

①去话分析

去话分析是基于主叫用户的数据，在主叫摘机后，处理机根据主叫用户数据进行一系列分析，以确定应执行任务的过程，将这种分析叫做去话分析。去话分析的结果决定下一步任务的执行和输出处理操作，一般去话（不包括新业务）分析过程如图4．14所示。

图4．14　去话分析

交换机检测到用户摘机信号后，首先要进行用户呼叫限制的检查，排除了因欠费等情况引起的呼出限制，如果用户当前状态空闲，即允许发起呼叫。而后对话机类别进行分析，判定用户是采用DP还是DTMF拨号方式，如果是DP方式，是由软件来实现收号；如果是DTMF方式，就要分配DTMF硬件收号器来接收号码。进一步分析用户是优先用户，还是普通用户，交换机对普通用户和优先用户区别对待，比如，当过负荷时，控制系统首先限制普通用户的呼出。用户计费方式的分析包括是收费还是免费两种，比如收费会根据不同情况，确定不同标准。呼叫权限分析，在呼叫处理过程中，依据对用户呼叫权限的分析结果进行权限控制，比如只有国内呼叫权限的用户，不允许拨打国际长途。

②号码分析

号码分析是处理机对收到的用户号码的分析处理过程。这些号码可能是从用户线上直接收到的，也可能是从中继上接收的其他交换局送来的号码。号码分析的目的是确定应收号码的长度和接续方向以及下一步要执行的任务。号码分析可分为号首分析处理和号码翻译处理两个步骤。

·号首分析处理：首先对号首进行分析，号首一般为1～3位，根据号首判定呼叫的业务类型，如是本局还是他局、是特服还是普通话音业务等，以获取应收号码的长度以及接续路由等信息。

·号码翻译处理：所有号码全部收齐后进行号码分析处理，每个用户在交换机内都具有唯一的标志，此标志被称为用户设备号，通过被叫号码找到对应的用户设备号，从而确定用户实际的物理端口。号码分析的过程如图4．15所示。按照我国电话网编号计划，若号首“114”、“110”、“119”等为特服号；若号首为“0”，为国内长途；号首为“00”，为国际长途；号首为“800”，为智能网业务等。根据号码分析确定呼叫类型并获取了相关信息，然后去执行相应的呼叫处理程序。

图4．15　号码分析过程

③来话分析

来话分析是在被叫用户所连的交换机中进行的对入局呼叫进行的分析处理过程，是被叫用户摘机之前所进行的分析。分析的目的是要确定被叫用户是否空闲或能否摘机，是否继续控制入局呼叫的接续。即数据来源是被叫的用户数据和被叫对应的用户忙闲表。来话分析的过程如图4．16所示。需要注意的是有的用户登记了呼叫等待、遇忙无条件转移和遇忙回叫业务，以此为依据，当被叫忙时做出正确的判断。

图4．16　来话分析

④状态分析

在一个稳定状态下，接收到各种输入信号，首先应进行状态分析，状态分析的目的是要确定下一步的动作，即执行的任务或进一步的分析。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，并进行分析处理、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。在—个稳定状态下，若没有输入信号，状态不会迁移。在同一状态下，不同的输入信号可导致不同的处理结果。因此在某个稳定状态下，接收到各种输入信号，首先要进行的分析就是状态分析。可见，状态分析的数据来源于稳定状态和输入信息，状态分析流程图如图4．17所示。

图4．17　状态分析流程图

呼叫状态主要有空闲、振铃、等待收号、听空号音、听忙音、收号、通话、听催挂音、挂起等。可能从外部接收的事件主要有摘机、拨号号码、空错号（分析结果产生）、超时、挂机等。除此之外还可能从交换机内部接收由计时器超时、分析程序分析的结果、故障检测结果、测试结果产生的事件等。

（2）任务执行处理

任务执行是指从一个稳定状态迁移到下一个稳定状态之间所执行的任务。这些任务主要包括六种：

①启动和停止各种计时器，如停止200 ms的用户摘/挂机扫描计时器，启动忙音计时器等。

②分配和释放各种资源，如关闭DTMF收号器。

③开始和停止计费，如停止计费及记录相关数据信息等。

④输出一些信令、消息或动作命令，如处理机间通信消息和驱动硬件的控制命令、接通话路命令、送各种信号音和停各种信号音命令等。

⑤存储各种号码，如被叫号码、新业务登记的各种号码等。

⑥对用户数据、局数据的读写操作。

3．输出处理

输出处理就是完成在任务执行过程中输出的信令、消息或动作命令等的发送和相关动作的过程。输出处理与输入处理一样，也是与硬件相关的低级处理。输出处理就是根据分析结果执行输出指令，使相应的话路设备动作或驱动交换网络，从而使交换机从一个稳定状态迁移到另一个稳定状态。由处理机根据分析的结果编制好相应的驱动信息，对用户电路、中继电路等设备进行驱动，如线路测试、振铃控制、发送线路信号和多频互控信号等。由于话路设备动作慢与处理机（速度快）在速度上不匹配，所以处理机把驱动信息存入驱动存储器，再由驱动控制器一条一条地取出指令，完成话路的驱动任务。对交换网络的驱动信息也是由处理机编好程序后存入控制存储器。在任务完成时，还要进行终了处理，主要是改写相应表格的内容，复原的硬件要在确认复原稳定后在忙闲表中示闲。驱动信息的内容应包括设备码、PCM母线号和时隙号，按照控制方式的不同完成通路的建立和时隙交换。总之输出处理主要包括以下七种：

①停各种信号音、送各种信号音，向被叫用户振铃和停振铃等。

②连接DTMF收号器。

③发送公共信道信令。

④驱动交换网络建立或拆除话路。

⑤发送处理机间通信信息。

⑥发送MFC信令和线路信令。

⑦发送计费信号等。