通信工程實踐電子教案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 教案 17 圖 2― 16 脈沖計數(shù)存儲程序流程 (a)脈沖計數(shù)程序流程； (b)脈沖數(shù)字存儲程序流程 雙音頻號碼接收 現(xiàn)代話機多為雙音頻號碼發(fā)號，具有速度快、可靠性高的優(yōu)點。雙音頻號碼的組成為高頻組及低頻組各四種頻率，每組四種取一組合而成，與撥號按鍵對應情況如表 2― 1 所示。程控空分模擬交換機和數(shù)字交換機對雙音頻號碼接收的原理不同，下面分別進行敘述。 表 2― 1 雙音頻號碼的頻率組合 在程控空分交換機中一般由專門雙音多頻信號處理板接收雙音頻號碼 ,如圖 2― 17 所示。 通信工程電子教案 18 圖 2― 17 空分機接收雙音頻號碼硬件圖 2. 數(shù)字交換機接收雙頻信號的原理 數(shù)字交換機用雙頻信號接收器接收雙頻信號。基本方法有兩種：一種是進行 D／ A 轉換，將數(shù)字信息轉換為模擬信號，然后再用前述方法識別接收。另一種是對數(shù)字信號直接處理，由數(shù)字濾波器接收，由數(shù)字邏輯電路識別。后一種 方法是絕大多數(shù)數(shù)字機都采用的。 數(shù)字信號的檢測原理如下： （ 1）現(xiàn)假定一種最簡單的情況。 圖 2― 18 同相位時的檢測原理 如圖 2― 18，微處理器只知道 IA 的頻率是 f f f3 中的一個， IA 到來時還得到了 8 個樣值，則微處理器可從內存中分別取頻率為 f f f3 的三組常數(shù)樣值進行運算，若下列各式 : I0*C10＋ I1*C11＋ I2*C12＋ … ＋ I8*C18＝ max I0 *C20＋ I1 *C21＋ I2 *C22＋ … ＋ I8*C28＝ 0 I0 *C20＋ I1 *C21＋ I2 *C22＋ … ＋ I8*C28＝ 0 成立，則可判定輸入 IA 的頻率為 f1。 1 2 31 22f f f??通信工程電子教案 19 （ 2）以上假定的三個頻率的關系比較特殊， 。但實際上，對于一般性的頻率關系，只要將按以上算式運算所得的積之和與一定值比較，超過該值者表示含有此頻率，未超過該值 圖 2― 19 相位相差 90176。時的檢測原理 I0*Ci0S＋ I1*Ci1S＋ I2*Ci2S＋ … ＋ I8*Ci8S＝ Ai I0*Ci0C＋ I1*Ci1C＋ I2*Ci2C＋ … ＋ I8*Ci8C＝ Bi 式中ｉ＝ 1， 2， 3，下標 S 表示正弦信號，下標 C 表示余弦信號。 用戶撥號數(shù)字的分析 預譯處理 預譯處理的目的是得到應收號碼的位數(shù)，并得到業(yè)務要求類別。 預譯處理的依據(jù)是 ―記發(fā)中繼器存儲器 ‖內的有關信息。這里的記發(fā)中繼器存儲器是分別記錄每一個用戶某些信息的一塊內 存區(qū)域，這個信息表中的一些主要內容如表 2― 2 所示。 表 2― 2 記發(fā)中繼器存儲器 數(shù)字分析 數(shù)字分析的目的是決定接續(xù)路由、話費指數(shù)、任務號碼以及下一狀態(tài)號碼等項目。 2. 分析的依據(jù)和方法 數(shù)字分析是根據(jù)所收到的號碼數(shù)字和預譯處理得到的字組串號碼（ DBSN 之值）進行的，這些數(shù)據(jù)在數(shù)字分析之前已寫入記發(fā)中繼器存儲器里了，因此在分析時只要讀出即可。 數(shù)字分析的內容大體上由譯碼處理、確定任務的處理和與運用有關的處理三部分組成，簡述如下。 （ 1）譯碼處理。譯碼處理 （ 2）確定任務的處理。 （ 3）有關的運用處理。 22i i iM A B??通信工程電子教案 20 圖 2― 20 譯碼處理過程 圖 2― 21 確定任務的處理 數(shù)字分析是由數(shù)字分析程序控制的，其中預譯處理程序屬于周期級程序，數(shù)字分析程序的主體屬于基本級程序。數(shù)字分析程序流 程總的概況如圖 2― 22 所示。 圖 2― 22 數(shù)字分析程序流程概況 來話分析及呼出被叫 根據(jù)收到的用戶號碼 (例如上節(jié)舉例的 4839650)，從外存儲器讀出被叫用戶的被叫類別字，其被叫類別字中的數(shù)據(jù)、被叫用戶存儲器內的值以及 ―中繼器存儲器 ‖中的內容等數(shù)據(jù)是來話分析的依據(jù)。 被叫類別字中的主要內容如圖 2― 23 所示。來話分析采用數(shù)格法查表。 通信工程電子教案 21 圖 2― 23 被叫類別字 來話分析的過程與去話分析相似，其程序流程概況如圖 2― 24 所示。 進行來話分析時，如果判斷被叫用戶忙而又沒有話中來話的性能，則應向主叫送忙音。如果被叫用戶是小交換機用戶，可用代表號碼選擇表查出各類中繼線號碼并判斷其忙閑，若所有中繼線都忙，才向主叫送忙音。 圖 2― 24 來話分析程序流程 狀態(tài)分析 1. 什么是狀態(tài)分析 前述的去話分析、數(shù)字分析和來話分析是分別 對應于主叫摘機、接收撥號數(shù)字和來話這三種特定情況所進行的分析，并按其分析結果確定應執(zhí)行的任務。但它并未包括呼叫和通話過程中的掛機、被叫摘機、拍叉簧以及出現(xiàn)超過時隙等狀態(tài)變化的分析。 2. 分析的依據(jù)、方法及結果 狀態(tài)分析的依據(jù)是： 原有的接續(xù)狀態(tài) (由原來狀態(tài)的狀態(tài)號表示出來 )； 分析提出要求設備的設備號碼； 變化因素，有應答、掛機、拍叉簧和超時等反映狀態(tài)變化的性質。 3. 分析的過程及程序 狀態(tài)分析的過程及程序概況如圖 2― 25 所示。 圖 2― 25 狀態(tài)分析程序概況 通信工程電子教案 22 接通話路及話終處理 接通話路 被叫摘機應答被掃描檢出后，停送鈴流和回鈴音，經(jīng)過狀態(tài)分析確定應執(zhí)行接通主被叫用戶的通話話路任務。由于在來話分析之后已經(jīng)為主被叫用戶通話找好了一對空閑時隙，因此這時只需把有關的控制信息寫入數(shù)字交換網(wǎng)絡中相應的控制存儲器 (CM)即可。 2― 26 所示。 圖 2― 26 雙方通話途徑示意圖 兩通話用戶中有一方掛機即為話終。掛機的用戶由用戶線監(jiān)視掃描程序從用戶掃描存儲器讀出，其方法和原理與呼叫識別相似，掛機識別的邏輯式為： SCN ∧ LM＝ 1 實際上，無論摘機或掛機均可采用下式識別： 摘機識別 （ＳＣＮ ? ＬＭ）∧ＬＭ＝１ 掛機識別 （ＳＣＮ ? ＬＭ）∧ＬＭ ＝０ 該式把摘掛機識別分成統(tǒng)一的兩步進行，使用起來更方便一些。 程控交換機的復原控制方式有以下幾種： (1)主叫控制方式。 (2)被叫控制方式。 (3)互相控制方式，無論主叫被叫先掛機，在切斷時限內，再摘機 (另一方未掛機 )仍可通話。 (4)互不控制方式，只要有一方掛機，便進行切斷處理。 圖 2― 27 主叫控制方式的切斷處理 計費處理 計費方式簡介 在電話交換機出現(xiàn)早期，由于電話用戶較少，計費系統(tǒng)也不發(fā)達，故采用這種簡單的方法收費。 通信工程電子教案 23 2. 單式計次制收費 復式計次制收費有兩種方式： 一種是 ―脈沖計數(shù)計費法 ‖，又稱卡爾松（ Karlsson）法。 另外一種是目前程控交換機最常用的，稱為 ―可變費率計費法 ‖，又名翰得遜（ Handson）法。 計費的實現(xiàn) 如圖 2― 28 所示，計費微機通 過 RS232 標準口與程控交換機相連。微機中存有完整的費率表、計費方式設置、附加費計費方法等一系列數(shù)據(jù)程控交換機可以送出主叫號碼、被叫號碼、通話起始時間、通話時長這四種信息到計費微機。其連接也可帶適配卡的并行口實現(xiàn)。 圖 2― 28 計費系統(tǒng)硬件連接 程控交換機內處理流程如圖 2― 29(a)所示，計費系統(tǒng)處理流程如圖 2― 29(b)所示。 圖 2― 29 計費 處理簡要流程 呼叫處理程序的歸納 程控交換軟件處理的要求及相應的技術實現(xiàn) 程控交換程序執(zhí)行主要有兩方面要求，即實時性和多任務性。 （ Realtimeprocessing） 實時處理是指計算機對于輸入信息要以足夠快的速度作出反應，也就是在足夠短的時間內進行處理。 （ Multipleprocessing） 多重處理即多任務處理。這對交換機來說是十分必要的，因為任何一個電話局都有許多用戶和中繼線，在短時間內會有很多的用戶要 求處理，并且這些處理都有實時性要求。在交換機中是可以實現(xiàn)真正的多任務的，反映在程序上就是要多道程序同時 (實際上是交叉 )運行，這就需要有完善的執(zhí)行管理功能。 呼叫處理程序歸納 通信工程電子教案 24 現(xiàn)在我們來考察一個呼叫處理程序。我們已經(jīng)知道呼叫處理程序是一組程序，是由若干種級別不同的程序組合而成的，其執(zhí)行過程并不一次完成而是由許多接合點組成，其目的是為了把交換動作分解為較長的時間內穩(wěn)定不變的穩(wěn)定狀態(tài)。 狀態(tài)轉移的原因有： 用戶的原因，例如空閑用戶摘機、已摘機的用戶掛機、聽撥號音的用戶開始 撥號等； 由于入局信號的到來； 接續(xù)中發(fā)生了超時。 通信工程電子教案 25 第 3 章 程控交換機的交換網(wǎng)絡 空分交換網(wǎng)絡 交換網(wǎng)絡是能實現(xiàn)各個用戶間話路接續(xù)的四通八達的信息通路 ,它應該能夠根據(jù)用戶的要求，通過控制部分的接續(xù)命令，建立主叫與被叫用戶間的連接通路。在縱橫制交換機中采用各種機電式接線器（如縱橫接線器等） 。在程控交換機中 ,目前主要采用由電子開關陣列構成的空分接線器（ S 接線器）和由存儲器等電路構成的時分接線器（ T 接線器）。 分程控交換機中只有空 分接線器，時分程控交換機中可以有時分、空分兩種接線器。考慮到交換網(wǎng)絡對交換機總體性能及體積、成本諸方面的影響，小容量的模擬程控交換機幾乎都只采用空分接線器（所以我們有時以空分機代替模擬機，與數(shù)字機并稱）。小容量的數(shù)字程控交換機幾乎都采用時分接線器；中、大容量的數(shù)字交換機幾乎全部采用時分或時分與空分組合的交換網(wǎng)絡。 在程控交換機中，目前廣泛采用交叉點開關陣列集成電路作為空分接線器，以取代老式的縱橫制機電接線器。這種開關陣列電路主要由交叉電子開關與控制存儲器（或鎖存器）、譯碼器組成，如圖 3― 1 所示。在控制信號 作用下，由譯碼輸出 Ｓ ij 的狀態(tài)來選擇和確定相應交叉開關導通，以實現(xiàn)與該接點相連的輸入輸出線的接續(xù)。 第 3 章 程控交換機的交換網(wǎng)絡圖 3 ― 1 空分接線器結構示意圖 目前這類電路的產品很多，但其內部構成與工作原理基本相同。圖 3― 2 給出 RCA 公司 CD22100（ 4 4）交叉點開關陣列的結構，它有 16 個交叉點開關，分布在 4 行 4 列的交叉點上，編號為 0～ 15，這16 個開關由 16 個鎖存器輸出控制。地址碼輸入 DCBA 經(jīng) 4－ 16 譯碼，選擇相應的鎖存器，并由輸入數(shù)據(jù)DI 控制相應的開關的狀態(tài)。若 DI 為 1，則開關導通；若 DI 為 0，則開關截止。 目前的交叉開關一般用 CMOS 工藝制作，因而導通時呈現(xiàn)一定的電阻值（約為 50～ 100Ω），增加了插入損耗。另外，現(xiàn)有開關陣列產品規(guī)模較小，常用的規(guī)模較大的產品為 MT8816（ 8 16），因此，空分交換機的容量一般較小。 脈碼調制簡介 話音信號的數(shù)字化 話音信號是模擬信號，為使模擬的話音信號數(shù)字化，可采用脈碼調制的方法，即 PCM。我們知道，模擬信號數(shù)字化稱為模／數(shù)（ A/D）變換，而把數(shù)字化信號還原為模擬信號稱為數(shù)／模（ D/A）變換。綜合通信工程電子教案 26 A/D 及 D/A 的一般步 驟，圖 3― 3 示出了 PCM 通信的簡單模型。 第 3 章 程控交換機的交換網(wǎng)絡圖 3 ― 3 P C M 通信的簡單模型 話音信號在時間上是連續(xù)的，經(jīng)過抽樣后將變?yōu)闀r間上離散的信號。抽樣上每隔一定的時間間隔Ｔ，在抽樣器上接入一個抽樣脈沖，通過抽樣的脈沖去控制抽樣器的開關電路，取出話音信號的瞬時電壓值，即樣值，如圖 3― 4 所示。抽樣后的信號稱為抽樣信號，顯然它可以看作按幅度調制的脈沖信號，即 PAM信號，其幅度的取值仍是連續(xù)的，不能用有限數(shù)字來表示，因此抽樣值仍是模擬信號。 第 3 章 程控交換機的交換網(wǎng)絡圖 3 ― 4 話音信號的抽樣 抽樣后的信號，其幅度的取值仍是無限多個，是連續(xù)的，在幅度上離散化抽樣信號，就是量化。量化可以采用 ―四舍五入 ‖的方法，使每個抽樣后的幅值用一個鄰近的 ―整數(shù) ‖值來近似，圖 3― 5 就是這種量化方法的示意圖。圖中把信號歸納為 0～ 7 級共八級，并規(guī)定：小于 的為 0 級； ～ 之間為 1 級等。這樣經(jīng)過量化，連續(xù)