Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ДОСЛІДЖЕННЯ ОСНОВНИХ АЛГОРИТМІВ КЕРУЮЧИХ СИСТЕМ АТС.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра Телекомунікацій
Інформація про роботу
Рік:
2004
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Керуючі системи телекомунікацій
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний Універсистет “Львівська політехніка”
Кафедра “Телекомунікації”
Дослідження основних алгоритмів керуючих систем АТС
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт
з дисципліни “Керуючі системи телекомунікацій”
для студентів базового напрямку "Телекомунікації"
Львів -2004
Методичні вказівки до лабораторних робіт “Дослідження основних алгоритмів керуючих систем АТС” з дисципліни "Керуючі системи телекомунікацій" для студентів базового напрямку "Телекомунікації" Львів, 2004.
Укладач: Шийка Я.В., к.т.н, доцент.
Рецензенти:
ВСТУП
Однією із складових частин навчального процесу в університеті є лабораторні дослідження на макетах або імітаційних моделях, які моделюють (імітують) поведінку реальних об’єктів. Створення імітаційної моделі є особливо доцільним у випадках, коли, для дослідження взаємодії реальних об’єктів з навколишнім середовищем, виготовлення макетів є дуже складним, а іноді, взагалі, неможливим. Прикладом таких задач є дослідження космічного чи підводного простору, складних технологічних процесів, систем масового обслуговування, в тому числі і телекомунікаційних систем та інші.
Тому, для вивчення керуючих систем телекомунікацій розроблена програма імітаційного моделювання електронної міні-АТС, яка дозволяє досліджувати та вивчати основні алгоритми комутаційних програм реальних станцій. Зручний інтерфейс користувача та програмна реалізація, дозволяють на комп’ютері наглядно в динаміці досліджувати процеси програмного керування сучасних вузлів комутації.
1. Ознайомлення з роботою імітаційної моделі
Програма виконує функції основних алгоритмів, що працюють на реальних АТС, та імітує надходження викликів на станцію зі сторони абонентів, таким чином моделюючи зовнішне середовище АТС.
Основною задачею студентів являється дослідження стандартних бібліотечних алгоритмів керування під час лабораторних робіт. Алгоритми розроблені на основі отриманних під час лекцій теоретичних відомостей, і виконані згідно програмно-методичного комплексу.
При запуску програми зявляється вікно згенерованих параметрів (рис. 1.1), які можна редагувати.
EMBED PBrush
Рис. 1.1. Згенеровані параметри абонентів
ShlfN – лінійний номер абонентського комплекта (АК) до якого підключений абонент;
number – номер, який набирає абонент;
Act – час початку активності абонента (відносно початку роботи моделі), який беручи цей параметр для всіх абонентів характеризує закон розподілу потоку однорідних подій;
Talk – час розмови з абонентом призначення (рівномірний закон);
WAns – максимальний час очікування сигналу ”Відповідь станції”;
WaitB – максимальний час очікування відповіді абонента призначення B;
ActB – час початку активності абонента, визначає час зайнятості обслуговуючого каналу, рахуючи відносно моменту отримання сигналу «Виклику» до початку активності. Реалізований за допомогою рівномірного закону розподілу імовірності;
TalkB – час розмови абонента призначення B;
ANSWER – для абонента призначення, якщо ключ answer=1 то абонент відповідатиме, якщо ключ answer=0 – ніяких дій зі сторони механізму зміни поведінки абонента не передбачається.
Модель виконана в зручній та наглядній, для користувача, формі сприйняття подій, які виникають під час надання системою послуг абонентам. Всі події зі сторони зовнішнього середовища відобража-ються у вікні (рис. 1.2), у вигляді рухомої часової діаграми станів КТ АК для кожного із абонентів, які стають активними під час роботи моделі. У віконці активного абонента відображаються такі характеристики, як лінійний номер АК до якого під’єднаний абонент; стани КТ лінійного реле (масив R1[]) та КТ стану абонентського шлейфу (масив SHLF[]); номер, який набирає джерельний абонент – у вигляді послідовності імпульсів.
Рис. 1.2. Інтерфейс імітаційної моделі.
Максимальна кількість абонентів, які можуть бути активними за визначений період роботи моделі фіксована і рівна 30 при загальній ємності станції 128 абонентських ліній. Моменти надходження викликів описуються за допомогою нескладного математичного апарату, який реально характеризує залежність між сусідніми проміжками часу, тобто між викликами – закон розподілу імовірностей Пуассона. Крім моментів надходження викликів абоненти характеризуються рядом інших параметрів (час початку набору номера, час розмови, номер який набирає абонент, час очікування сигналу “Відповідь станції” та час очікування відповіді абонента призначення), які реалізовані за допомогою рівномірного закону розподілу імовірностей.
Події зі сторони АТС відображаються за допомогою візуалізації значень регістрів виклику, які повно описують стан виклику на певний момент часу. По середині графічної оболонки моделі можна бачити вікно (рис. 1.3), в якому приведені значення основних змінних РВ для кожного активного абонента окремо, а саме:
R – номер РВ;
SHLF – лінійний номер абонентського шлейфу джерельного абонента;
L – етап обслуговування, на якому знаходиться абонент;
n0 – кількість станів з виявленим низьким рівнем абонентського шлейфу;
imp – кількість виявлених імпульсів набору номера;
NUM – виявлений телефнонний номер, який набирає джерельний абонент, тобто номер абонента призначення;
shlf – визначений лінійний номер абонентського шлейфу абонента призначення;
D – напрямок виклику.
INCLUDEPICTURE WINDOW2.PCX \d \* MERGEFORMAT
Рис. 1.3. Інтерфейс моделі під час активної роботи.
Відомо, що реальні АТС повідомляють абонентів про свій стан за допомогою акустичних сигналів, таких як «Відповідь станції», «Зайнято», «Посилка виклику», «Контроль посилки виклику», але в моделі їх використовувати недоцільно. Тому вони замінені графічним відображенням їх для кожного абонента. Таким чином під час роботи моделі можна спостерігати вище наведені сигнали у вигляді надписів у відповідних віконцях абонентів, таких як:
Answer – означає, що надійшов сигнал відповіді станції до абонента; неперервний сигнал світло зеленого кольору;
Busy – сигнал зайнятості станії; перервний сигнал, світло зеленого та темно червоного кольору зі скважністю 2;
CALL – сигнал виклику станції для абонента призначення; перервний сигнал , світло зеленого та темно червоно кольору зі скважністю 4;
Ctrl – сигнал контролю виклику станції для джерельного абонента з параметрами аналогічними до попереднього сигналу.
Студенти виконуючи лабораторні роботи досліджують алгоритми, які вже є реалізовані та працюють в моделі. В модель вмонтовані ряд сервісних послуг, які розроблені у вигляді вікон, на яких виводяться значення основних змінних необхідних для коректної роботи керуючої системи. Перерахуємо ці послуги:
трасування розроблених алгоритмів;
можливість виводу сервісної послуги окремо для кожного алгоритму;
вивід на екран попередніх та текучих значень системних змінних, які використо-вуються у вибраному для трасування алгоритмі (попередні значення виводяться червоним, а текучі значення жовтим кольором).
Ці послуги моделі можна отримати використовуючи клавіатуру (детальніше про функції клавіатури можна отримати при натисненні клавіші допомоги – F1).
Імітаційну модель можна також використовувати для дослідження роботи керуючої системи в різних ситуаціях, наприклад, в годину найбільшого навантаження на систему, чи поведінку системи при зменшенні, або збільшенні кількості обслуговуючого обладнання або регістрів.
Додаткові клавіші для полекшення роботи з програмою:
Alt+X – вихід з програми;
F1 – клавіша допомоги;
F3 – клавіша виводу графіка про стан черг;
F4 – клавіша виводу інформації про алгоритм виявлення активних абонентів Scaner();
F5 – клавіша виводу інформації про алгоритм визначення міжцифрового інтервалу GetNum();
F6 – клавіша виводу інформації про алгоритм прийому та аналізу цифр GetImp();
F7 – клавіша виводу інформації про алгоритм аналізу вхідного номера NumAnlz();
F8 – клавіша виводу інформації про алгоритм аналізу зєднань ConnectAnlz();
F9 – клавіша виводу інформації про алгоритм очікування розєднання WaitDisconnect();
F10 – клавіша виводу графіка про стан регістра;
P – пауза;
NumLock – клавіша для піднятя/опускання трубки локального абонента з лінійнийним номером АК 000;
+/- – збільшення/зменшення швидкості роботи програми;
PgUp – перехід на сторінку вверх;
PgDn – перехід на сторінку вниз.
2. Завдання до лабораторних робіт
Лабораторна робота №1
Тема: “Дослідження алгоритму прийому сигналів виклику Scaner()”.
Мета роботи: Засвоєння роботи першого етапу обслуговування абонентів – сканування станів КТ абонентських комплектів.
Теоретичні відомості.
Сигнали виклику від абонентів визначаються за допомогою абонентських комплектів (АК), які виділяються окремо для кожного з них. Стани АК зчитуються спеціальним периферійним пристроєм – абонентським опитувачем (АО), який містить схему зчитування станів групи із восьми АК. В імітаційній моделі керуючої системи, як і в реальних системах, існує алгоритм, який відповідає за сканування станів всіх АК використовуючи вищезгаданий АО – алгоритм називається Scaner(). Для визначення сигналів виклику, групи АК скануються з фіксованим періодом часу 100 мс.
Алгоритм Scaner() виконує наступні дії:
1. формує індекс групи АК k за допомогою якої дістає слово стану АК R1[k], цієї групи від АО;
2. з масиву попередніх станів АК в ОЗП R2[k] дістає інформацію про попередній стан тієї ж групи АК;
3. зрівнює ці дві інформації (попередню та текучу) і аналізує результат;
4. при наявності виклику:
а) визначає координати АК з якого надійшов сигнал виклику,
б) перевіряє на наявність вільного РВ,
в) формує заявку на прийом номера, для цього записує лінійну адресу АК в чергу на обслуговування прийому набору номера qi[],
г) включає сигнал «Відповідь станції»,
д) при відсутності РВ - включає сигнал «Зайнято»,
е) формує заявку на очікування відбою абонента, для цього записує лінійну адресу АК в чергу на відбій qo[];
5. після перевірки групи з восьми АК записує новий стан цих комплектів в масив попередніх станів АК в ОЗП – R2[k]=R1[k].
Ці дії виконуються до тих пір, поки не будуть опитані всі (16) групи АК.
Хід роботи.
1. Ознайомитись з теоретичними відомостями;
2. Запустити програму main.exe;
3. Ввести дані: кількість абонентів – 10, кількість регістрів – 10;
4. Запустити на виконання програму;
5. Натискаючи клавішу F4 слідкувати за зміною значень в чергах;
6. Після проходження експеременту перемалювати графік черг qi[] та qo[] (клавіша F3);
7. Запустити ще раз програму main.exe;
8. Ввести дані: кількість абонентів – 10, кількість регістрів – 5;
9. Натискаючи клавішу F4 слідкувати за зміною значень в чергах;
10. Після проходження експеременту перемалювати графік черг qi[] та qo[] (клавіша F3);
EMBED MetaSoftwareMetaDesign4.0
Рис. 2.1. Блок-схема алгоритму прийому сигналів виклику.
На рис. 2.2 зображено вікно виклику функції Scaner(), де:
FreeReg – кількість вільних регістрів;
iptr – вказівник на останній елемент у вхідній черзі;
optr – вказівник на останній елемент у вихідній черзі;
Rbusy – масив занятих абонентів;
qi[] – вхідна черга;
qo[] – вихідна черга.
EMBED PBrush
Рис. 2.2. Вікно виклику функції Scaner()
Контрольні запитання.
Які особливості етапу прийому сигналів виклику від абонентів?
Як поведеться система при збільшенні інтенсивності навантаження на неї?
Як відбувається формування координат АК?
В яких випадках алгоритм посилає абонентам сигнал “Занято”?
Що таке регістр виклику, та для чого він призначений?
Лабораторна робота №2
Тема: Дослідження алгоритму прийому та накопичення імпульсів набору номера GetImp().
Мета роботи: Засвоєння роботи другого етапу обслуговування заявок абонентів – прийому набору номера.
Теоретичні відомості.
Алгоритм прийому номера залежить від типу номеронабирача, який визначає процес набору. У випадках тастатурного номеронабирача з частотним кодуванням інформації цифри номеру передаються одним двухчастотним імпульсом. В реалізованій імітаційній моделі інформація набору номера визначається при використанні абонентами дискового номеронабирача, параметри якого в моделі реалізовані за допомогою змінних, значення яких наведені в таб. 2.1.
Алгоритм прийому номера від дискового номеронабирача складається з двох окремих самостійно функціонуючих частин, які мають різні призначення. Програмна реалізація першої частини алгоритму прийому номера називається getimp() і призначена для прийому та накопичення імпульсів набору і має фіксований період запуску 10 мс, що виключає можливість загублення хоча б одного імпульсу.
Блок-схема алгоритму прийняття та накопичення імпульсів getimp() приведена на рисунку 2.3.
EMBED MetaSoftwareMetaDesign4.0
Рис. 2.3. Блок-схема алгоритму прийому та накопичення імпульсів.
Таблиця 2.1
Параметри дискових номеронабирачів абонентів моделі
Для роботи алгоритму необхідна інформація про стан абонентського шлейфу знімається шляхом опиту змінної SHLF[], який відображає стани кожного імпульсного ключа (ІК) телефонних апаратів. Кількість зісканованих станів з високим і низьким рівнями (для полегшення будемо важати високий рівень за одиничку ‘1’, а низький рівень стану абонентського шлейфу за нуль ‘0’) та кількість виявлених імпульсів записуються у відповідні поля РВ, які виділяються за АК активних абонентів.
Після запуску алгоритма диспетчером, його робота починається з аналізу черги заявок на прийом номера. Заявки формуються вище згаданим алгоритмом прийому сигналів виклику Scaner(). Якщо заявки відсутні, тобто відсутні абоненти, які здійснюють набір, то алгоритм закінчує свою роботу переходом у вихідний стан.
Якщо хоча б одна заявка присутня в черзі, то починає роботу головна частина алгоритму, яка заключається в наступному:
1. по номеру АК визначається номер РВ, який закріплений за даним АК;
2. формуються координати АК (номер групи – g_abn, положення в групі – n_abn);
3. опитуємо стан КТ АК, тобто зчитуємо значення із змінної (SHLF[]), яка імітує контрольну точку;
4. використовуючи попередній стан КТ текучого АК (поле shlf_old в РВ) визначаємо тип переходу, а саме:
а) якщо стан КТ без змін (shlf_old = shlf), тоді в залежності від рівня збільшуємо відповідно лічильник станів з рівнем 1 – n1, чи лічильник станів з рівнем 0 – n0;
б) якщо відбувся перехід з 1 на 0, то при виявленні (за кількістю імпульсів та цифр), що це є початок набору відключаємо сигнал “Відповідь станції”, команду на включення якого дав алгоритм Scaner();
в) у випадку переходу з 0 на 1, фіксується виявлення імпульсів, при умові, що кількість зісканованих станів з низьким рівнем більше 3-х (інакше імпульс важається помилковим – дережання контакту). При цьому збільшується лічильник імпульсів (imp_cur);
5. далі запамятовується новий стан абонентського шлейфу (shlf_old=shlf) і продовжується аналіз черги на наявність наступної заявки.
Закінчується робота алгоритму після перегляду всієї черги на прийом номера.
Хід роботи.
1. Ознайомитись з теоретичними відомостями;
2. Запустити програму main.exe;
3. Ввести дані: кількість абонентів – 10, кількість регістрів – 10;
Контрольні запитання.
1. Чому до програми ставляться вимоги необхідності високої швидкодії?
2. Які параметри сигналу імпульсного набору номера?
3. Як відреагує алгоритм на сигнали подібні на дережання контакту?
Лабораторна робота №3
Тема: Дослідження алгоритму визначення міжцифрового інтервалу GetNum().
Мета роботи: Засвоєння роботи другого етапу обслуговування абонентів – прийому набору номера.
Теоретичні відомості.
Алгоритм GetNum() – друга складова алгоритму прийому номера, яка забезпечує вико-нання наступніх дій: визначення міжцифрового інтервалу; прийому та накопичення цифр набору номера; визначення кінця набору номера; визначення відбою абонента під час набору номера. Період запуску алгоритму 120 мс, що з гарантованим запасом перевищує період слідування імпульсів набору.
Суть алгоритму заключається в контролі станів кількості виявлених імпульсів у регістрі імпульсів – imp_cur, через кожні 120 мс. Якщо на протязі даного періоду часу виникли зміни в їх кількості, то це розглядається як продовження набору цифри номера. Якщо змін не виявлено, то важається, що настав міжцифровий інтервал. Для здійснення процедури визначення змін у кількості імпульсів, в РВ необхідно мати контрольний регістр імпульсів – imp_old – для зберігання попереднього стану кількості імпульсів. Період запуску алгоритма вибирається виходячи з умови гарантованого визначення міжцифрового інтервалу в найгіршому випадку моментів запуску алгоритма по відношенню до стану абонентського шлейфу, який перевіряється.
Блок схема алгоритму визначення міжцифрового інтервала набору номера приведена на рис. 2.4.
Після запуску алгоритма диспетчером, його робота починається з аналізу черги заявок на прийом номера. Якщо заявки відсутні, тобто відсутні абоненти, які здійснюють набір, то алгоритм закінчує свою роботу переходом у вихідний стан.
Якщо хоча б одна заявка присутня в черзі, то починає роботу головна частина алгоритму, яка заключається в наступному:
1. по номеру АК визначається номер РВ, який закріплений за даним АК;
2. формуються координати АК, (номер групи – g_abn, положення в групі – n_abn);
3. у випадку виявлення високого рівня абонентського шлейфу визначається кількість накопичених імпульсів (imp_cur=0?), якщо рівна нулю – означає, що триває міжцифрова пауза; в протилежному випадку за допомогою порівняння кількості попередніх імпульсів з текучою їх кількістю визначається:
а) міжцифрова пауза, при рівності порівняння значень (imp_cur=imp_old?);
б) продовження набору номера, у протиленому випадку (imp_cur!=imp_old?);
4. при виявленні міжцифрової паузи зберігається кількість накопичених імпульсів, як наступна цифра номеру (destin_number[numptr++]=imp_cur, numptr++), підготовлюються лічильники імпульсів до набору наступних значень, тобто обнулюються (imp_cur=imp_old=0);
5. при виявленні інтервалу продовження набору номера зберігається нова кількість імпульсів (imp_old=imp_cur);
6. у випадку низького рівня абонентського шлейфу (SHLF[g_abn]&m_abn=0), тобто запуск алгоритму попав на один зі проміжків чи низького стану за рахунок наступного імпульсу, чи за рахунок відбою абонента під час набору номера; вирішити це питання дає змогу стан лінійного реле:
а) високий рівень ЛР (R1[g_abn]&m_abn!=0) свідчить про те, що алгоритм попав на імпульс набору номера;
б) низький рівень ЛР (R1[g_abn]&m_abn=0) свідчить про відбій абонента під час набору номера; при цьому необхідно зняти абонента з черги на прийом набору номера, звільнити регістр виклику та відмітити абонента як вільний та доступний іншим абонентам системи.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора