CN106604339B

CN106604339B - 一种基于移动智能终端的多模控制方法

Info

Publication number: CN106604339B
Application number: CN201611197850.0A
Authority: CN
Inventors: 彭岳峰; 罗深华
Original assignee: Guangzhou Haige Communication Group Inc Co
Current assignee: Guangzhou Haige Communication Group Inc Co
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: CN106604339A

Abstract

本发明提供了一种基于移动智能终端的多模控制方法，通过分层的软件框架设计、自定义和人工控制的网络控制方式、单业务通道选择和多业务通道选择通信网络的选择来完成业务的切换。通过本发明的多模控制方法能有效防止通道选择的乒乓效应，本发明不限于终端具备何种通信接入技术，可广泛应用于具有多种通信技术的智能终端。

Description

一种基于移动智能终端的多模控制方法

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种终端的多模控制方法，尤其涉及一种基于移动智能终端的多模控制方法。

背景技术

现代信息社会发展日新月异，先后经历了从第一代到第四代移动通信系统时代。智能手机、平板电脑等电子消费品现今已广泛使用，人们对移动通信系统的需求已经由传统的语音业务发展成多媒体宽带综合业务。尽管如此，对于移动智能终端，在不同的专网通信领域的多种通信体制下，多种通信模式的控制还需进一步研究。

近年来，智能移动终端已广泛使用。然而，在不同专网系统中，智能终端的通信接入技术不同。例如，在架设通信基础设备(通信基站)较为困难的海上，对于智能终端，可使用通信接入网络为不依赖于地面通信基础设施的北斗一代(RDSS)，天通，自组织网络(例如无线Mesh网络)；在靠近岸边的近海，可使用的通信接入网络可为2G/3G/4G等，数字集群等；在地下煤矿，可使用的通信网络可为数字集群、自组织网络、2G/3G/4G、WiFi；在无线通信信号覆盖不足的深山地区或者地震灾区，可使用的通信接入网络为北斗一代、自组织网络等。在不同的应用场景中，具备多种专网通信模式的智能终端，存在网络选择灵活性差、业务应用通道选择性差，难以满足用户在不同场景中的无感知、无缝应用。

此外，当前智能终端具备的接入通信专网能力单一，只有一种或者两种通信模式，支持的业务也有限；而民用大众化智能终端，具备的通信模式主要为2G/3G/4G/WiFi，然而这些通信模式的应用依赖于地面的通信基础设施。在混合网络模式或者通信网络覆盖较复杂的情况下，智能终端，如何实现对不同通信模块进行控制，使得业务应用可以自适应的选择通信通道，成为一个急需解决的难题。而的不同通信网络，支持的业务类型不一致，在业内也难有统一标准。

CN103200636A公开了一种网络切换方法和一种多模移动终端，其中，多模移动终端包括：第一通信模块和第二通信模块，多模移动终端通过第一通信模块和/或第二通信模块与外部进行数据交互；多模控制器，在检测到需切换通信网络时，向所述第一通信模块发送数据连接挂起请求，获取已通过第一通信模块进行的数据业务的信息，并将数据业务的信息传输至第二通信模块，以及在第二通信模块开始进行数据业务时，控制第一通信模块挂断数据业务；第二通信模块还用于根据数据业务的信息建立与外部的数据连接，并从切换点开始进行数据业务。该技术方案在不同的应用场景中，具备多种专网通信模式下，智能终端存在网络选择不灵活、业务应用通道选择性差，难以满足用户在不同场景中的无感知、无缝应用。

发明内容

本发明提供了一种基于移动智能终端的多模控制方法，以解决移动终端在混合网络中无法自适应的选择通信通道的不足。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于移动智能终端的多模控制方法，包括软件框架设计、网络控制、通信网络选择，其特征在于，

所述软件框架设计的具体步骤为：将软件框架划分为五层，由下至上依次是硬件层、内核层、硬件抽象层、框架层、应用层；所述框架层对于不同的通信模和块定义不同的子管理模块，并提供一个API进行集中管理、实现网络控制和通信网络选择；

所述网络控制包括人工控制或自定义控制；所述自定义控制包括多个场景模式，根据用户使用场景启动相应的通信模块和进行网络注册；

所述通信网络选择具体步骤为：在终端开机后注册不同的通信网络，应用层对通信网络进行业务感知，并显示是否相关业务是否可用；然后所述框架层进行最优化选择网络通道；所述最优化选择网络通道包括单业务通道选择、多业务通道选择；所述单业务通道选择具体为：在激活通道的基础上定义一个切换模块，所述切换模块测试当前非激活通道的连通情况和传输速率，并选择传输速率高的通信模块对激活通道进行切换。

优选的，所述场景模式包括夜间模式、海上模式、海岸模式、紧急模式、作业模式等；所述夜间模式开启2G、3G、4G模块等通信模块，所述海上模式开启WIFI模块、天通通信模块等通信模块，所述海岸模式开启2G、3G、4G通信模块和天通通信模块、北斗通信模块等通信模块；所述紧急模式开启天通通信模块、北斗通信模块等通信模块；所述作业模式开启集群通信模块、北斗通信模块等通信模块。进一步的，所述的场景中，具体开启的通信模块，用户可以根据需求进行定制化修改。

进一步的，所述业务感知映射多个通信模块，若有一个或多个通信模块激活在网，即可判断为该业务可用；否则，则判定为不可用。

更进一步的，所述业务感知包括语音感知、消息业务感知、数据业务感知；所述语音感知映射天通、集群、LTE、WiFi模块；所述消息业务感知映射天通、LTE、WiFi、北斗、集群模块；所述数据业务映射天通、LTE、WiFi模块。

优选的，所述多业务通道选择具体步骤为：根据业务本身的QoS等级，从高到低进行排序，优先发送高优先级的应用数据。

进一步的，所述QoS等级可由用户自定义。

优选的，所述切换模块包括虚拟激活通道和定时器T，当所述定时器T到期时，发送探测帧，测试非激活通道的其他网络通道是否连通，并更新虚拟激活通道状态。

进一步的，所述切换模块还包括滞回定时器t_i和切换阈值V_i，当激活通道的网络当前的平均速率低于V_i，启动滞回定时器t_i且滞回定时器超时，则所述框架层的API选择基于探测结果优选的通信通道，并激活该通道。

更进一步的，所述探测帧发现传输速率更高的通信通道已经连通，则启动滞回定时器t_i，当定时器超时后，则将激活通道切换成所述传输速率更高的通信通道。

进一步的，所述切换模块由应用层控制，可连接到应用服务器；所述应用服务器可根据不同的通信体制，调整滞回定时器t_i和切换阈值V_i，发送给用户端。

本发明的有益效果是：

1、针对支持不同通信体制的移动智能终端，本发明分别从框架设计、网络控制、通信网络选择三个维度，提出新的控制方法，使终端用户在不同环境下对于不同通信系统网络无感知，可以为终端用户提供更好的业务体验。

2、在框架方面上，统筹考虑不同通信体制的业务特点，设计一种多模框架；在网络控制方面，结合考虑用户在不同的专网应用场景，设计了一种人工和智能的控制方法，优化移动用户对网络的控制；

3、在通信网络选择方面，利用底层通信模块的上报信息，对业务进行感知。联合业务感知、业务的优先级、通信体制的传输速率，综合权衡选择出最优的发送通道。与此同时，设计一个选择滞回环路，有效防止激活通道的乒乓效应。

附图说明

图1是本发明的多模控制软件结构图；

图2是本发明通道切换阈值和计时器示意图；

图3是本发明的通道切换流程示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明所提出的技术方案，下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步阐述。

本发明提供的一种基于移动智能终端的多模控制方法是以安卓(或者类安卓)为例，但本发明的技术原理部分可应用于其他智能终端操作系统。具体如下：

一、软件框架设计

如图1所示，软件框架按照逻辑功能划分为五层，由下至上依次是硬件层、内核层、硬件抽象层、框架层和应用层。各层具体功能及说明如下：

1.硬件层

该层为通信模块(也可称为CP，通信处理器)，空口的通信协议栈在该模块实现，可为智能终端提供不同的通信网络接入。图中列举了7种通信模块，可以根据实际需求，进行功能模块的裁剪或者添加。

2.驱动层 (内核层)

该层主要提供硬件驱动软件，根据不同的硬件设计，适配不同的驱动，使得操作系统可以和不同的硬件设备进行通信。

3.硬件抽象层

该层是对Linux内核驱动程序的封装，向上提供接口，屏蔽底层的实现细节。在该层中，针对不同的通信模式，定义不同的硬件抽象层。

4.JNI(Java Native Interface，Java本地接口)层

在安卓系统中，该层的主要作用是允许Jave代码和其他语言写的代码进行交互。为支持不同通信模式的内部数据交互，分别定义不同的JNI子模块。

5.Framework层

该层中，对于不同的通信模块，定义不同的子管理模块，例如Manager1/Manager2等，用户管理各自模块的基本功能，同时向上提供一个API，统一由“多模管理”功能函数进行管理。网络接入控制和通信通道的选择，可由该模块实现。

6.APP层(应用层)

该层表示实际的业务应用。

二、网络接入控制

在混合的无线网络覆盖环境下，网络接入控制可以按照如下方式：根据不同的应用场景，定义不同的网络模式配置。如下表格所示：

此网络配置保持于终端文件系统中。在终端开机时，读取该配置启动相应的通信模块，一方面可节省用户设置时间，另一方面可节省终端功耗。在已经开机状态下，如用户切换模式或者对不同模式进行配置上修改，智能终端可采用热启动通信模块，即终端在不关机的情况下，启动/关闭通信模块；也可采用冷启动的方式，即提示重启终端。重启后，完成相应的网络控制。

表1网络模式配置

三、通信网络选择

(1)业务感知

在开机后，终端注册不同的通信网络。上层应用对于通信网络进行业务感知，从用户界面上进行显示业务是否可用。如表2～表4所示。

表2语音业务应用感知网络映射关系

表3消息业务应用感知网络映射关系

表4数据业务应用感知网络映射关系

(2)最优化选择网络通道

最优化选择网络通道，包含两个方面。第一方面，对于一种类型的业务，选择其中最优的通信通道(前提是该通道支持该项业务)；第二方面，对于多种应用业务同时并发，根据业务本身的QoS等级进行优先级排序，通过当前通信通道进行发送。

单业务通信通道选择：

以IP数据业务为例(依赖于核心网络)，支持的业务包含VoIP/即时消息/其他网络应用业务。现有的移动智能终端操作系统中，仅有一路激活通信通道。例如，WiFi和4G/3G/2G网络，仅支持一路激活。

如图2所示，在该路激活通道的基础上，定义一个虚拟的激活通道和定时器T。虚拟激活通道的作用是，在定时器T到期时，框架层的API发送探测帧，测试非激活通道的其他网络通道是否连通。通过这种方式，系统可以获知不同通信通道的连通情况。为减小网络侧的数据量，探测帧只用于测试当前非激活通道网络的连通情况，而无须发送大量的探测数据。对于已经连通的通信通道，其传输速率默认定义为一个经验值，该经验值可通过网络侧应用服务器下发一个经验值。根据不同的默认传输速率，可以将不同通信通道速率进行排序(例如，V1/V2/V3/V4)，用以激活通道的“向上”切换和“向下”切换。

需要注意的是，探测帧的发送和接收的前提是，需要系统应用服务器和智能终端通信应用APP的功能支持。因此，在系统网络侧，需要有一个统一的应用服务器，不同的通信网络体制都需要连接到应用服务器。应用服务器可根据不同的通信体制，调整定时器t_i和切换阈值V_i具体的数值，并且发送给终端。服务器还可根据用户不同场景收集用户定时器t_i和切换阈值V_i，统计出最优的定时器t_i和切换阈值V_i并发送给用户终端，用户终端可在应用层的界面上选择选取默认值或服务器给出的参看值，进而提高业务通信通道的切换效率。

如图3所示，对于不同的通信通道，定义一个滞回定时器t_i(例如t₁/t₂/t₃/t₄)。当激活通道为某一通信网络(例如WiFi),当前的平均传输速率(在一定时间窗口内的平均值，例如在时间T_window内的平均传输速率)低于V₁，启动定时器t₁。当定时器t₁超时后，则选择基于探测结果优选(例如4G/3G/2G)的其他通信通道(探测为“连通”的通道)，并以此通道为激活通道。如果探测出没有其他通道为“连通”状态，则不进行切换。另外一方面，如果在某一时刻通过探测帧，发现传输速率更高的通信通道(例如WiFi)已经连通，则启动滞回定时器t₁。当定时器超时后，则将激活通道切换成WiFi。激活通道的切换，取决于速率阈值V_i和定时器t_i；“向下”切换和“向下”切换，取决于探测结果。

通道切换阈值的定义和滞回定时器的定义，可以有效地防止激活通道切换的乒乓效应。当启动计时器t_i后，如果当前激活数据通道的平均传输速率大于切换阈值，则计时器t_i复位。

多业务通信通道选择：

针对不同的业务，根据用户使用优先级，定义不同的QoS等级，例如话音定义为L1，消息定义为L2，数据业务定义为L3。在多个业务进行并发时，根据业务本身的QoS，从高到低进行排序，优先发送高优先级的应用数据。具体业务应用的QoS定义，可根据实际应用种类划分，在此不做特殊限制。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式的相关模块和软件架构做适应性变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种基于移动智能终端的多模控制方法，包括软件框架设计、网络控制、通信网络选择，其特征在于，

所述软件框架设计的具体步骤为：将软件框架划分为五层，由下至上依次是硬件层、内核层、硬件抽象层、框架层、应用层；所述框架层对于不同的通信模块定义不同的子管理模块，并提供一个API进行集中管理、实现网络控制和通信网络选择；

所述通信网络选择具体步骤为：在终端开机后注册不同的通信网络，应用层对通信网络进行业务感知，并显示是否相关业务是否可用；然后所述框架层进行最优化选择网络通道；所述最优化选择网络通道包括单业务通道选择、多业务通道选择；所述单业务通道选择具体为：在激活通道的基础上定义一个切换模块，所述切换模块测试当前非激活通道的连通情况和传输速率，并选择传输速率高的通信模块对激活通道进行切换；

所述多业务通道选择具体步骤为：根据业务本身的QoS等级，从高到低进行排序，优先发送高优先级的应用数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述场景模式包括夜间模式、海上模式、海岸模式、紧急模式、作业模式；所述夜间模式开启2G、3G、4G模块，所述海上模式开启WiFi模块、天通通信模块，所述海岸模式开启2G、3G、4G通信模块和天通通信模块、北斗通信模块；所述紧急模式开启天通通信模块、北斗通信模块；所述作业模式开启集群通信模块、北斗通信模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述业务感知映射多个通信模块，若有一个或多个通信模块激活在网，即可判断为该业务可用；否则，则判定为不可用。

4.根据权利要求3所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述业务感知包括语音感知、消息业务感知、数据业务感知；所述语音感知映射天通、集群、LTE、WiFi模块；所述消息业务感知映射天通、LTE、WiFi、北斗、集群模块；所述数据业务映射天通、LTE、WiFi模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述切换模块包括虚拟激活通道和定时器T，当所述定时器T到期时，所述框架层的API发送探测帧，测试非激活通道的其他网络通道是否连通，并更新虚拟激活通道状态。

6.根据权利要求5所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述切换模块还包括滞回定时器ti和切换阈值Vi，当激活通道的网络当前的平均速率低于Vi，启动滞回定时器ti且当滞回定时器超时，则所述框架层的API选择基于探测结果优选的通信通道，并激活该通道。

7.根据权利要求5所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述探测帧发现传输速率更高的通信通道已经连通，则启动滞回定时器ti，当所述滞回定时器超时后，则所述框架层的API将激活通道切换成所述传输速率更高的通信通道。

8.根据权利要求5所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述切换模块由应用层控制，可连接到应用服务器；所述应用服务器可根据不同通信体制，调整滞回定时器ti和切换阈值Vi，发送给用户端。

9.根据权利要求1所述的一种基于移动智能终端的多模控制方法，其特征在于，所述QoS等级可由用户自定义。