CN107071070A - 一种基于共享射频资源的p2p移动通信网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，包括通信连接的共享资源终端、管理平台、用户终端、P2PTracker。共享资源终端用于提供闲置的移动射频接入资源，P2PTracker基于域内用户终端发送的移动通信业务请求或者其他用户请求，分配合适的可用共享资源以实现移动通信业务，在P2PTracker所属区域内没有可用共享资源的情况下，管理平台进行跨域共享资源调度，以实现移动通信业务。本发明可以在运营商不感知的情况下，利用共享的射频资源来实现移动通信业务，减少了用户终端的持有成本。

Description

一种基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统。

背景技术

传统的移动通信系统，此处特指以3GPP/ETSI/ITU-T等国际标准组织定义的移动通信系统，是利用专用无线通信频率，通过构建核心网、无线接入网络、提供无线通信终端，为人或物体提供通信服务的系统；它的运营者一般都是移动通信运营商。根据不同国家政府的规定，不同的运营商会利用获得的无线频段，选择不同的技术构建自己的无线通信网络，用支持相应技术的移动终端，为用户提供服务。

为了提供更好的通信质量、满足不断提升的通信需求，通信技术在市场需求的推动下，也在不断演进，特别是在无线通信能力方面。由于每种技术所支持的产品和服务都有一定的生存周期，这样就会造成技术革新越快、移动终端需要支持的技术就越多的情形，从而提升终端产品的制造成本。

在充分竞争的市场，运营商为了保证自己的市场份额和利润，通常不会向竞争对手或潜在对手提供资源共享，不开放服务接入，只提供利润有限的服务批发业务。由于无线通信接入网络投资巨大，对新兴通信服务商而言，无疑加大了入行门槛。

因此，在既有的游戏规则条件下，如何降低新兴通信服务商的入行门槛，是一个值得研究的方向。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，用以实现在不知会既有移动通信运营商的条件下，结合互联网技术为新兴通信服务商构建一套能够降低投入资本的移动通信网络的方案。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，包括：所述共享资源终端包括至少一个共享资源设备，所述共享资源设备包括至少一个射频模块和至少一个放置物理SIM卡的SIM卡槽，以及若干个可以连接待机网络SIM卡的接口，所述射频模块通过标准接口访问所述物理SIM卡和所述待机网络SIM卡，所述共享资源设备通过标准的空中接口与运营商基站连接，并通过网络接口向所述管理平台汇报可用待机网络SIM卡槽资源，接受管理平台所分配的待机网络SIM卡信息，通过串口转化为标准SIM卡接口信息传递给射频模块；所述共享资源设备通过网络接口向待机网络SIM卡所属的P2PTracker告知待机网络SIM卡槽资源使用状态，并将所述待机网络SIM卡发生的移动通信数据发送给用户终端的APP；所述用户终端包括放置至少一个用户SIM卡的SIM卡盒子和安装在移动终端上的APP，所述APP与所述用户SIM卡通过网络接口连接并建立一对一的绑定关系；所述管理平台接收所述共享资源终端提供的待机网络SIM卡槽资源信息，形成网络待机SIM卡槽列表，并为所述网络待机SIM卡槽分配相对应的用户SIM卡，形成SIM卡调度列表，并将所述网络待机SIM卡槽列表和所述SIM卡调度列表发送给按照运营商地域划分原则设置的所述P2PTracker；所述P2PTracker与所述用户SIM卡和相对应的APP通过网络接口建立映射关系，并基于所述网络待机SIM卡槽列表和所述SIM卡调度列表实现所属区域内、域间网络SIM卡调度和通信建立功能；当所述P2PTracker接收到所属区域内的用户终端发送的请求与其他用户进行移动通信业务的主叫通信业务请求时，所述P2PTracker根据所述网络待机SIM卡槽状态和所述SIM卡调度列表判断是进行直接通信，还是先进行域内网络SIM卡调度，还是请求所述管理平台进行跨域网络SIM卡调度；当与所述用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于可用状态时，所述P2PTracker将所述主叫通信业务请求发送给该相对应的待机网络SIM卡槽所属的共享资源设备；当与所述用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于不可用状态而所属区域内存在处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽时，所述P2PTracker向处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽的一个待机网络SIM卡槽所属的共享资源设备发送指令，指示该所属的共享资源设备利用该待机网络SIM卡槽来实现所述主叫移动通信业务；当与所述用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于不可用状态并且所属区域内也不存在处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽时，所述P2PTracker向所述管理平台发送请求进行跨域网络SIM卡调度的请求指令，所述管理平台基于所述请求指令，为所述用户SIM卡分配合适的待机网络SIM卡槽，并将所述主叫通信业务请求发送给相应的共享资源设备；当所述共享资源设备接收到其他用户呼叫用户终端以进行移动通信业务的被叫通信业务请求时，所述共享资源设备基于待机网络SIM卡槽的可用状态来构建P2P通道：其中，在待机网络SIM卡槽处于可用状态时，即采用已经分配的待机网络SIM卡进行被叫鉴权，并与相应的用户终端的APP构建P2P通道，以实现所述移动通信业务；在待机网络SIM卡槽处于不可用状态时，所述共享资源设备向所述管理平台发送待机网络SIM卡调度请求，所述管理平台基于所述网络待机SIM卡槽列表和所述SIM卡调度列表为该移动通信业务分配新的共享资源设备，利用该新的共享资源设备来实现所述移动通信业务；接收到所述主叫通信业务请求或者被叫通信业务请求的共享资源设备启用相应的待机网络SIM卡，通过空中接口访问所述营运商基站来实现所述移动通信业务，其中，在所述移动通信业务为话音业务时，所述共享资源设备将所述运营商基站发送的话音格式转换为Opus格式进行传输。

可选地，所述共享资源设备对启用的待机网络SIM卡的业务频率进行记录，并将记录信息发送给所述管理平台用于调度算法参数。

可选地，其特征在于，所述射频模块与所述物理SIM卡通过ISO7816接口连接以及与所述待机网络SIM卡通过网络口转串口模拟ISO7816接口连接，所述共享资源设备通过2G/3G/4G/空中接口与所述运营商基站连接。

可选地，所述射频模块包括移动通信模块、网络SIM卡连接模块、网络SIM卡调度模块、P2P通信模块、Opus编码解码器模块，所述移动通信模块通过ISO7816接口与所述SIM卡槽连接并通过空中接口与所述运营商基站连接，所述网络SIM卡连接模块通过ISO7816接口转网口与所述待机网络SIM卡连接，所述网络SIM卡调度模块在待机网络SIM卡槽处于不可用状态时且有业务发生时，向所述管理平台或P2PTracker发送调度请求，所述P2P通信模块通过网络接口与所述P2PTracker和所述管理平台实现通信，所述Opus编码解码器模块将运营商基站提供的话音格式转换为Opus格式。

可选地，所述共享资源设备包括至少一个家庭型共享射频设备，所述家庭型共享射频设备包括1个物理SIM卡槽和2至4个射频模块，每个射频模块包含3至4个待机网络SIM卡。

可选地，所述共享资源设备还包括至少一个modem池型共享射频设备，所述modem池型共享射频设备包括1个物理SIM卡槽和4个以上的射频模块，每个射频模块包含3至4个待机网络SIM卡。

可选地，所述SIM卡盒子包括壳体，布置在壳体中的SIM卡槽和通信芯片，所述SIM卡槽用于放置用户SIM卡，所述通信芯片包括通信模块和SIM接口管理模块，所述通信模块通过互联网与所述P2PTracker和所述APP通信，所述SIM接口管理模块通过ISO7816接口与所述用户SIM卡通信。

可选地，所述移动通信业务包括MO、MT、SMO和SMT。

本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统，具有以下有益效果：通过拥有射频模块、具有符合移动通信接口标准的共享资源终端的待机SIM卡，持有SIM卡盒子和相对应的APP的用户可以通过待机SIM卡进行移动通信业务，而无需经过运营商许可，能够降低用户持有成本，实现一张通信网的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的结构框图。

图2为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的网络结构示意图。

图3为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的共享资源设备的原理图。

图4和图5为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的用户终端的SIM卡盒子的原理图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的结构框图。图2为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的网络结构示意图。图3为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的共享资源设备的原理图。图4和图5为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的用户终端的SIM卡盒子的原理图。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，包括通信连接的共享资源终端1、管理平台2、P2P Tracker3、用户终端4。

其中，共享资源终端1包括至少一个共享资源设备，共享资源设备包括至少一个射频模块10和至少一个放置物理SIM卡的SIM卡槽11，以及若干个可以连接待机网络SIM卡的接口，射频模块通过标准接口访问物理SIM卡和待机网络SIM卡106，共享资源设备1通过标准的空中接口与运营商基站5连接，并通过网络接口向所述管理平台2汇报可用待机网络SIM卡槽资源，接受管理平台2所分配的待机网络SIM卡信息，通过串口转化为标准SIM卡接口信息传递给射频模块10；所述共享资源设备通过网络接口向待机网络SIM卡所属的P2PTracker告知待机网络SIM卡槽资源使用状态，并将所述待机网络SIM卡发生的移动通信数据发送给用户终端的APP。所述用户终端4包括放置至少一个用户SIM卡的SIM卡盒子41和安装在移动终端上的APP，APP与用户SIM卡通过网络接口连接并建立一对一的绑定关系。所述管理平台2接收共享资源终端1提供的待机网络SIM卡槽资源信息，形成网络待机SIM卡槽列表，并为所述待机网络SIM卡槽分配相对应的用户SIM卡，形成SIM卡调度列表，并将网络待机SIM卡槽列表和SIM卡调度列表发送给按照运营商地域划分原则设置的P2PTracker。P2PTracker3与用户SIM卡和相对应的APP通过网络接口建立映射关系，并基于网络待机SIM卡槽列表和SIM卡调度列表实现所属区域内、域间网络SIM卡调度和通信建立功能。

当所述P2PTracker 3接收到所属区域内的用户终端发送的请求与其他用户进行移动通信业务的主叫通信业务请求时，P2PTracker根据网络待机SIM卡槽状态和SIM卡调度列表判断是进行直接通信，还是先进行域内网络SIM卡调度，还是请求管理平台进行跨域网络SIM卡调度，当与用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于可用状态时，P2PTracker将主叫通信业务请求发送给该相对应的待机网络SIM卡槽所属的共享资源设备；当与用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于不可用状态而所属区域内存在处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽时，P2PTracker向处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽的一个待机网络SIM卡槽所属的共享资源设备发送指令，指示该所属的共享资源设备利用该待机网络SIM卡来实现主叫移动通信业务；

当与用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于不可用状态并且所属区域内也不存在处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽时，P2PTracker向管理平台发送请求进行跨域网络SIM卡调度的请求指令，管理平台基于请求指令，为用户SIM卡分配合适的待机网络SIM卡槽，并将主叫通信业务请求发送给相应的共享资源设备；当所述共享资源设备接收到其他用户呼叫用户终端以进行移动通信业务的被叫通信业务请求时，共享资源设备基于待机网络SIM卡槽的可用状态来构建P2P通道：其中，在待机网络SIM卡槽处于可用状态时，即采用已经分配的待机网络SIM卡进行被叫鉴权，并与相应的用户终端的APP构建P2P通道，以实现移动通信业务；在待机网络SIM卡槽处于不可用状态时，共享资源设备向管理平台发送待机网络SIM卡槽调度请求，管理平台基于网络待机SIM卡槽列表和SIM卡调度列表为该移动通信业务分配新的共享资源设备，利用该新的共享资源设备来实现移动通信业务；

接收到所述主叫通信业务请求或者被叫通信业务请求的共享资源设备启用相应的待机网络SIM卡，通过空中接口访问营运商基站来实现移动通信业务，其中，在移动通信业务为话音业务时，共享资源设备将运营商基站发送的话音格式转换为Opus格式进行传输。

本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统通过拥有射频模块、具有符合移动通信接口标准的共享资源终端的待机SIM卡，持有SIM卡盒子和相对应的APP的用户可以通过待机SIM卡进行移动通信业务，而无需经过运营商许可，能够降低用户持有成本，实现一张通信网的目的。

进一步地，在本发明中，共享资源设备与运营商基站之间采用标准2G/3G/4G通信协议进行通信，其他设备之间均通过互联网相互连接。共享资源设备与APP之间，控制指令通过APP注册的P2PTracker进行传递(采用SSL加密的格式，短信也采用这个通道)，数据通过P2P方式，直接在共享资源设备与APP之间传递，编码为Opus格式。

考虑到成本问题，本发明中的共享资源终端1(以下简称共享方)与用户终端4(以下简称用户方)的数量应该符合移动话呼叫模型，即共享方数量/(共享方数量+用户方数量)≥呼叫模型并发比例。

以下，分别对本发明的共享资源终端1、管理平台2、P2P Tracker3、用户终端4的主要功能进行详细介绍。

<管理平台>

管理平台是整个移动通信网络系统的管理中心和数据中心，不负责业务传输，只负责各种资源的管理和调配，以及对用户终端的管理和定位，包括：共享资源管理、通信调度、用户终端管理等，其中共享资源管理包括共享资源设备管理、可用资源池管理、占用资源池管理、P2P通信网络Tracker管理和平台间跨域管理；通信调度包括域间网络SIM卡调度、P2P Tracker负载调度、和域间APP位置更新管理；用户终端管理包括SIM卡盒子及SIM卡管理、APP管理、APP—SIM盒子映射管理、APP与P2P Tracker归属管理。

<共享资源终端>

共享资源终端主要用于实现资源管理功能、连接功能、通信功能和OAM，其中，资源管理功能包括向管理平台及P2P Tracker注册共享射频资源数量(待机SIM卡数量)和种类、获取分配的多待机SIM卡信息、上报资源使用情况、支持发起资源占用SIM卡调配请求(忙时有新被叫MT)、更新SIM卡的活跃度标识，并请求SIM卡调度、GPS等；连接功能包括连接运营商基站、实现多SIM卡的待机、互联网连接(有线或无线)、支持与待机SIM卡对应APP的P2PTracker通信信令通道的建立与拆出功能、支持与待机SIM卡对应APP的P2P话音通道的建立与拆出功能；通信功能包括支持通过空口建立一路话音通道(单通)、支持空口多路短信功能、在资源可用的情况下，接收管理平台的通信指令，发起MO(单)或SMO(多)、在资源可用的情况下，处理多待机SIM卡的MT(单并发)/SMT(多并发)、实现PCM至Opus的语音转码；OAM包括共享资源设备的状态管理和固件管理等。

图3为本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统的共享资源设备的原理图。如图3所示，共享资源设备主要包括射频模块10、物理SIM卡槽11和IP网络通信模块等，共享资源设备通过移动通信模块与运营商基站进行通信，通过网络接口进入互联网，通过IP网络通信模块实现与本发明的移动通信网络系统的其他设备进行通信，如通过Ethernet RJ45接口进行通信。

继续参考图3，可以看出射频模块10可包括Opus编码解码器模块101、移动通信处理模块102、P2P通信模块103、网络SIM卡调度模块104、网络SIM卡连接模块105，移动通信模块102通过ISO7816接口与SIM卡槽11连接并通过标准的空中接口与运营商基站5连接，网络SIM卡连接模块105通过ISO7816接口转串口与待机网络SIM卡槽106连接，网络SIM卡调度模块104在待机网络SIM卡槽106处于不可用状态时，向管理平台2或者所属区域的P2PTracker 3发送调度请求，请求将用户终端发送的通信业务请求分配给闲置的其他待机网络SIM卡。P2P通信模块103通过网络接口与P2PTracker3和管理平台2实现通信，Opus编码解码器模块将运营商基站提供的话音格式转换为Opus格式。

在本发明的一个实施例中，共享资源设备可包括至少一个家庭型共享射频设备，例如，分布在同一通信区域内的多个家庭型共享射频设备和分布在不同通信区域内的多个家庭型共享射频设备，家庭型共享射频设备可包括1个物理SIM卡槽和2至4个射频模块，每个射频模块包含3至4个待机网络SIM卡，这样，一个家庭型共享射频设备可拥有1个主SIM卡和6至16个待机网络SIM卡，该主SIM卡具有与用户SIM卡相类似的原理和功能。此外，共享资源设备还包括至少一个modem池型共享射频设备，modem池型共享射频设备包括1个物理SIM卡槽和4个以上的射频模块，每个射频模块包含3至4个待机网络SIM卡，具体可根据实际情况来进行设置，例如可包括16个射频模块，64个待机网络SIM卡。modem池型共享射频设备与家庭型共享射频设备的区别在于拥有射频模块的个数不同。需要说明的是，家庭型共享射频设备和modem池型共享射频设备的射频模块、物理SIM卡和待机网络SIM卡的配置并不局限于本发明实施例所给出的，可以根据实际情况来进行合理的配置。

共享资源设备中保存有SIM卡信令通道Tracker地址表、P2P话音通道APP注册Tracker地址表和SIM卡调度队列等，在待机网络SIM卡启用后，会对启用的待机网络SIM卡的业务频率进行更新和记录，并将更新和记录信息发送给管理平台2用于SIM卡调度算法。

需要说明的是，图3仅是示出了共享资源设备的主要模块，其他的如电源、晶振、GPS、天线等具体模块并没有示出。

此外，为了不影响共享资源的使用，共享资源设备应该是能够持续充电的固定设备。

<P2P Tracker>

P2P Tracker主要用于域内共享设备及用户终端管理、链路管理、网络SIM卡调度和通信等，其中，域内共享设备及用户终端管理包括SIMBox及SIM卡管理(注册、状态、业务、APP绑定关系、上报管理平台)、APP管理(注册、状态、信令路由、负载调整、Push服务、上报管理平台)、共享资源设备管理等，链路管理包括SIMBox链路(通信认证)管理、共享资源设备链路(SIP通道管理、消息业务通道)管理、APP Paging管理等，网络SIM卡调度包括基于域内资源变更进行的网络SIM卡调度、域间网络SIM卡调度，通信包括通信信令转发(APP与Modem之间，SIM卡盒子与Modem之间，APP与App之间)、P2P信令域内协商、APP位置查询等。

<用户终端>

用户终端主要包括放置在用户家里的SIM卡盒子和通过用户移动终端如手机下载的APP。APP与放置在SIM卡盒子中的用户SIM卡可通过注册认证建立一对一的绑定关系，该绑定关系会通过网络发送给驻地指定的P2P Tracker，从而建立起用户终端与驻地指定的P2P Tracker之间的对应关系。

其中，SIM卡盒子用于存放用户用于通信的SIM卡，实现实名制通信、与驻地指定P2P Tracker通信、注册、SIM卡认证通信等，可包括壳体，布置在壳体中的SIM卡槽42和通信芯片40，SIM卡槽42用于放置用户SIM卡，通信芯片40可为WIFI模块，包括用于与P2PTracker通信的通信模块401和负责与放置其中的SIM卡通信的SIM接口管理模块402。在本发明的一个示例中，SIM接口管理模块402可采用外部7816控制芯片对SIM卡槽进行控制，具体地，SIM接口管理模块402可通过UART接口与7816控制芯片连接，7816控制芯片可通过7816接口与SIM卡槽通信，从而读取SIM卡的信息。在另一个示例中，SIM接口管理模块可采用WIFI模块自带的串口模拟7816接口对SIM卡进行控制。

需要说明的是，上述描述的“所属区域”是指按用户SIM卡归属的运营商地域进行划分的，例如，以城市为基准划分，同一城市属于同一个区域，跨域网络SIM卡调度是指在不同区域内进行待机网络SIM卡调度，例如，将属于A城市的待机网络SIM卡分配给B城市的用户用，域间网络SIM卡调度是指将待机网络SIM卡分配给同一区域内的用户用。

本发明的共享资源终端和用户终端需要事先在管理平台上进行登记以建立待机网络SIM卡与用户SIM卡的对应关系。

其中，家庭型共享资源设备(以下简称设备)的注册流程包括以下步骤：(1)设备上电，启动家庭网络IP连接，并通过网络将设备ID信息和设备及网络参数发送给用户APP(2)APP获取设备ID，与主SIM卡和设备实现绑定，并配置设备和网络参数，并将配置的设备和网络参数发送给共享资源设备；(3)设备将获取的设备和网络参数以及APP将APP ID、主SIM卡信息和设备信息发送给管理平台，注册登记设备ID、设备接入能力、主SIM卡信息和APP信息；(4)管理平台为设备分配相应的P2P Tracker，并将相应的Tracker信息和APP信息发送给设备进行登记，以及将Tracker信息和设备信息发送给APP进行登记；(5)P2P Tracker登记主SIM、登记APP，构建控制通道，并将登记结果和Tracker负载信息发送给管理平台；(7)管理平台更新Tracker信息，计算负载调度，发起SIM卡调度，并分配待机SIM卡、Tracker和APP；(8)设备登记待机SIM卡，建立Tracker控制通道，将登记的待机SIM卡、设备信息、APPID通过构建的控制通道发送给P2P Tracker；(9)P2P Tracker登记待机SIM卡，构建设备控制通道，更新APP控制通道；(10)APP基于接收的信息更新APP控制通道。

Modem池型共享资源设备(以下简称设备)的注册流程包括以下步骤：(1)设备上电，启动网络IP连接，通过网络将设备ID、客户设置、主卡信息、网络质量参数发送给管理平台；(2)设备在管理平台上注册设备ID、设备接入能力和主SIM卡信息；(3)管理平台基于设备注册的信息，更新接入资源池(待机网络SIM卡槽)，计算负载数据，发起SIM卡调度，并通过网络将分配的待机网络SIM卡、Tracker、APP ID信息发送给设备；(4)设备登记待机SIM卡，建立Tracker控制通道；(5)P2P Tracker登记待机网络SIM卡、设备信息，构建设备控制通道和更新APP控制通道，并将更新设备信息和更新控制通道信息发送给APP；(6)APP基于接收的信息更新APP控制通道。

用户终端的注册流程包括以下步骤：(1)SIM卡盒子上电，进入APP模式；(2)用户在APP上输入用户SIM卡号码，获取Tracker信息；(3)APP通过无线网络将用户SIM卡号和APPID发送给管理平台进行登记，管理平台记录APP ID，并为其分配Tracker，并将分配的Tracker信息发送给APP；(4)APP连接用户终端的SSID，配置网络参数，并将环境WIFI参数、Tracker信息和APP ID发送给SIM卡盒子；(5)SIM卡盒子连接环境WIFI网络，向相应的Tracker进行注册，并且APP向Tracker发送信息进行登记以创建APP控制通道；(6)在P2PTracker上登记待机网络SIM卡、设备信息、APP信息，构建用户终端控制通道和APP控制通道；(7)管理平台机理待机网络SIM卡，更新Tracker信息，计算负载数据，发起SIM卡调度，并将分配的待机网络SIM卡、Tracker和APP ID发送给共享设备；(8)共享设备登记待机网络SIM卡，建立Tracker控制通道；(9)P2P Tracker登记待机网络SIM卡，共享设备信息，构建共享设备控制通道和更新APP控制通道，并将更新设备信息和更新控制通道信息发送给APP；(10)APP基于接收的信息更新APP控制通道。

在完成注册后，用户终端就可以利用共享资源终端的共享射频资源进行移动通信业务，包括运营商话音(MO/MT)、运营商短信(SMO/SMT)、运营商彩信(MMO/MMT)、二次拨号、免费电话(P2P SIP CALL)、IM(可与微信、彩信互通)等。

以下分别以正常情况和遇忙切换情况下实现的MO和MT业务，以及SMO和SMT业务为例对本发明所能实现的移动通信业务进行示例性说明。

1.MO流程(以正常无切换为例)

(1)用户APP发起呼叫，相应的P2P Tracker转发呼叫，启动P2P协议，相应的共享资源设备启动呼叫并访问运营商基站；

(2)共享资源设备更新待机网络SIM卡状态，更新主叫SIM(用户SIM卡)频率值，并将更新信息发送给管理平台，管理平台基于该更新信息更新资源状态，更新主叫SIM卡频率值，计算负载数据，判断是否发起待机SIM卡调度，当同一共享资源设备下存在过多高频网络SIM卡时，就意味着此设备上发生业务冲突的可能性增加，超过一定阈值(经验值)，就需要进行负载平衡树调度，以降低冲突风险；

(3)运营商基站向共享资源设备发送呼叫鉴权；共享资源设备将呼叫鉴权转发给P2P Tracker，P2P Tracker将鉴权转发给用户APP，进行SIM卡鉴权；

(4)SIM卡鉴权后，运营商基站向共享资源设备回铃音，发送AMR/AMR-WB Codec；共享资源设备建立P2P话音通路，将AMR/AMR-WBCodec转换为Opus Codec，通过P2P通道与用户APP建立P2P话音通路；

(5)共享资源设备的通话建立，进行P2P通话，同时，用户APP利用P2P通道进行通话；

(6)通话结束后，用户APP释放P2P通道，并通知相应的Tracker；Tracker记录通信Log，同时共享资源设备通话结束，释放P2P通道；

(7)共享资源设备更新待机网络SIM卡状态，管理平台更新待机网络SIM卡状态，计算负载数据，判断是否发起待机网络SIM卡调度。

2.MO流程(以遇忙切换为例)

(1)用户APP发起呼叫，相应的P2P Tracker转发呼叫，启动P2P协议，，而与之对应的共享资源设备1的资源被占用；

(2)Tracker中记录设备1的资源被占用，向管理平台请求调度主叫SIM卡，管理平台检查备份资源状态，确定切换资源；

(3)管理平台发起主叫SIM卡调度，通知共享资源设备2和Tracker；Tracker更新共享资源设备2的关联信息，共享资源设备2接收主叫Tracker信息；

(4)用户APP更新P2P信息，Tracker构建连接通道，重启呼叫和P2P协议；共享资源设备2启动呼叫，并访问运营商基站；

(5)运营商基站向共享资源设备2发送呼叫鉴权；共享资源设备2将呼叫鉴权转发给P2P Tracker，P2P Tracker将鉴权转发给用户APP，进行SIM卡鉴权；

(6)SIM卡鉴权后，运营商基站向共享资源设备2回铃音，发送AMR/AMR-WB Codec；共享资源设备2建立P2P话音通路，将AMR/AMR-WBCodec转换为Opus Codec，通过P2P通道与用户APP建立P2P话音通路；

(7)共享资源设备2的通话建立，进行P2P通话，同时，用户APP利用P2P通道进行通话；

(8)通话结束后，用户APP释放P2P通道，并通知相应的Tracker；Tracker记录通信Log，同时共享资源设备2通话结束，释放P2P通道；

(9)共享资源设备2更新待机网络SIM卡状态，管理平台共享资源设备2的更新待机网络SIM卡状态，计算负载数据，判断是否发起待机网络SIM卡调度。

3.MT流程(以正常无切换为例)

(1)当系统外的用户呼叫系统内的某用户时，运营商基站Paging被叫SIM卡，资源共享设备启动被叫SIM卡鉴权，Tracker转发鉴权，用户终端进行被叫SIM卡鉴权；

(2)同时，Tracker Paging用户APP，启动P2P协议，用户APP激活；共享资源设备更新待机SIM卡状态，更新被叫SIM卡频率值，管理平台更新资源状态，更新被叫SIM卡频率值，计算负载数据，判断是否发起待机SIM卡调度；

(3)共享资源设备建立P2P话音通路，并振铃，将运营商基站发送的振铃、AMR/AMR-WB Codec转换为Opus Codec通过P2P通道进行传输，用户APP建立P2P话音通路，并振铃；

(4)用户APP和共享资源设备基于P2P通道进行P2P通话；

(5)用户APP和共享资源设备通话结束后，释放P2P通道，并通知Tracker，Tracker记录通信Log；

(6)共享资源设备更新待机网络SIM卡状态，管理平台更新待机网络SIM卡状态，计算负载数据，判断是否发起待机网络SIM卡调度。

4.MT流程(以遇忙切换为例)

(1)当系统外的用户呼叫系统内的某用户时，运营商基站Paging被叫SIM卡，资源共享设备1处理Paging，发现RF通信通路被占用，申请被叫SIM卡调度；

(2)管理平台检查备份资源状态，确定切换资源；

(3)管理平台发起被叫SIM卡快速调度，通知共享资源设备2和Tracker，更新共享资源设备2的状态，判断是否发起SIM卡调度；Tracker更新共享资源设备2的关联信息，共享资源设备2接收被叫SIM卡Tracker，更新其中的待机网络SIM卡状态；

(4)运营商基站向共享资源设备2Paging被叫SIM卡，共享资源设备2注册被叫SIM卡，启动被叫鉴权；Tracker转发鉴权，用户终端注册鉴权和被叫鉴权；

(5)Tracker Paging用户APP，更新共享资源设备2的信息，用户APP激活；

(6)共享资源设备2建立P2P话音通路，将运营商基站发送的振铃、AMR/AMR-WBCodec转换为Opus Codec通过P2P通道进行传输，用户APP建立P2P话音通路，并振铃；

(7)用户APP和共享资源设备2基于P2P通道进行P2P通话；

(8)用户APP和共享资源设2备通话结束后，释放P2P通道，并通知Tracker，Tracker记录通信Log；

(9)共享资源设备2更新待机网络SIM卡状态，管理平台更新共享资源设备2的待机网络SIM卡状态，计算负载数据，判断是否发起待机网络SIM卡调度。

5.SMO流程

(1)当系统内的某用户向系统外的用户发送短信时，该用户的APP发起短信，与用户相对应的Tracker转发短信，相应的共享资源设备启动短信发送，并访问运营商基站；

(2)运营商基站发送SIM卡鉴权，共享资源设备进行SIM卡鉴权；Tracker转发短信SIM卡鉴权，用户终端处理短信SIM卡鉴权；

(3)运营商基站将短信发送结果发送给共享资源设备，共享资源设备将该短信结果发送给Tracker，Tracker转发短信结果，用户APP显示短信发送结果。

6.SMT流程

(1)当系统内的某用户接收系统外的用户发送的短信时，运营商基站短信Paging用户相对应的共享资源设备，该共享资源设备接收短信，并发送给相应的Tracker，TrackerPaging用户APP，用户APP激活；

(2)运营商基站发送SIM卡鉴权，共享资源设备进行SIM卡鉴权；Tracker转发短信SIM卡鉴权，用户终端处理短信SIM卡鉴权；

(3)运营商基站将短信内容发送给共享资源设备，共享资源设备将该短信内容发送给Tracker，Tracker转发短信内容，用户APP显示短信内容。

此外，本发明的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统还可实现系统内用户之间的通信，流程主要包括：

(1)用户1的APP1发起系统内呼叫用户2的APP2，将该呼叫请求发送给相应的Tracker1；

(2)相应的Tracker1查找APP2，如果域内没有找到APP2，则向管理平台转发该呼叫请求；

(3)管理平台查找APP2所在域的Tracker2，并将该呼叫请求转发给该Tracker2；

(4)Tracker2基于接收的呼叫请求Paging APP2；

(5)APP2激活；

(6)在APP1、Tracker2和APP2之间启动P2P通道协商；

(7)APP1和APP 2通过P2P通道进行通信，数据通过Opus Codec转换；

(8)APP1和APP2通话结束后，释放P2P通道，并通知Tracker1和Tracker2；Tracker1和Tracker2分别记录Log。

需要说明的是，共享资源终端也可以利用其拥有的物理SIM卡和待机网络SIM卡进行与用户终端一样的通信业务。

综上可知，本发明实施例提供的基于共享射频资源的P2P移动通信网系统，至少具有以下有益效果：

(1)采用符合移动通信接口标准的共享资源设备，无需经过运营商许可，只要运营商信号OK，用资源共享设备即可实现与运营商的互联互通；系统内用户之间，采用互联网通信方式直接通信，无需经过运营商网络；

(2)系统内采用互联网传输，系统间采用标准无线通信链路传输；有运营商信号的地方，就可以对接；

(3)无需建设基站，只需要投入少量共享资源设备，即可支撑起大量的用户；无需昂贵的用户终端，只需要低成本的SIM Box和APP即可；

(4)既可以用户之间通过互联网通信，又可以和任何一个有电话号码的终端通信，而且无需携带一个新手机，只需要下载一个APP即可；

(5)采用P2P移动通信服务以后，用户大量的跨运营商、跨地域服务，都会通过P2P网络消除掉差异；用户可以用很低的资费获得运营商提供的互联网流量，然后将原有的号卡存放入SIM卡盒子(SIM box)中，降低原卡套餐，从而大大降低通信费用。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，包括通信连接的共享资源终端、管理平台、用户终端、P2PTracker，其中，

所述共享资源终端包括至少一个共享资源设备，所述共享资源设备包括至少一个射频模块和至少一个放置物理SIM卡的SIM卡槽，以及若干个可以连接待机网络SIM卡的接口，所述射频模块通过标准接口访问所述物理SIM卡和所述待机网络SIM卡，所述共享资源设备通过标准的空中接口与运营商基站连接，并通过网络接口向所述管理平台汇报可用待机网络SIM卡槽资源，接受管理平台所分配的待机网络SIM卡信息，通过串口转化为标准SIM卡接口信息传递给射频模块；所述共享资源设备通过网络接口向待机网络SIM卡所属的P2PTracker告知待机网络SIM卡槽资源使用状态，并将所述待机网络SIM卡发生的移动通信数据发送给用户终端的APP；

所述用户终端包括放置至少一个用户SIM卡的SIM卡盒子和安装在移动终端上的APP，所述APP与所述用户SIM卡通过网络接口连接并建立一对一的绑定关系；

所述管理平台接收所述共享资源终端提供的待机网络SIM卡槽资源信息，形成网络待机SIM卡槽列表，并为所述网络待机SIM卡槽分配相对应的用户SIM卡，形成SIM卡调度列表，并将所述网络待机SIM卡槽列表和所述SIM卡调度列表发送给按照运营商地域划分原则设置的所述P2PTracker；

所述P2PTracker与所述用户SIM卡和相对应的APP通过网络接口建立映射关系，并基于所述网络待机SIM卡槽列表和所述SIM卡调度列表实现所属区域内、域间网络SIM卡调度和通信建立功能；

当所述P2PTracker接收到所属区域内的用户终端发送的请求与其他用户进行移动通信业务的主叫通信业务请求时，所述P2PTracker根据所述网络待机SIM卡槽状态和所述SIM卡调度列表判断是进行直接通信，还是先进行域内网络SIM卡调度，还是请求所述管理平台进行跨域网络SIM卡调度；当与所述用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于可用状态时，所述P2PTracker将所述主叫通信业务请求发送给该相对应的待机网络SIM卡槽所属的共享资源设备；当与所述用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于不可用状态而所属区域内存在处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽时，所述P2PTracker向处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽的一个待机网络SIM卡槽所属的共享资源设备发送指令，指示该所属的共享资源设备利用该待机网络SIM卡槽来实现所述主叫移动通信业务；当与所述用户SIM卡相对应的待机网络SIM卡槽处于不可用状态并且所属区域内也不存在处于可用的状态的其他待机网络SIM卡槽时，所述P2PTracker向所述管理平台发送请求进行跨域网络SIM卡调度的请求指令，所述管理平台基于所述请求指令，为所述用户SIM卡分配合适的待机网络SIM卡槽，并将所述主叫通信业务请求发送给相应的共享资源设备；

当所述共享资源设备接收到其他用户呼叫用户终端以进行移动通信业务的被叫通信业务请求时，所述共享资源设备基于待机网络SIM卡槽的可用状态来构建P2P通道：其中，在待机网络SIM卡槽处于可用状态时，即采用已经分配的待机网络SIM卡进行被叫鉴权，并与相应的用户终端的APP构建P2P通道，以实现所述移动通信业务；在待机网络SIM卡槽处于不可用状态时，所述共享资源设备向所述管理平台发送待机网络SIM卡调度请求，所述管理平台基于所述网络待机SIM卡槽列表和所述SIM卡调度列表为该移动通信业务分配新的共享资源设备，利用该新的共享资源设备来实现所述移动通信业务；

接收到所述主叫通信业务请求或者被叫通信业务请求的共享资源设备启用相应的待机网络SIM卡，通过空中接口访问所述营运商基站来实现所述移动通信业务，其中，在所述移动通信业务为话音业务时，所述共享资源设备将所述运营商基站发送的话音格式转换为Opus格式进行传输。

2.根据权利要求1所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述共享资源设备对启用的待机网络SIM卡的业务频率进行记录，并将记录信息发送给所述管理平台用于SIM卡调度算法。

3.根据权利要求1所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述射频模块与所述物理SIM卡通过ISO7816接口连接以及与所述待机网络SIM卡通过网络口转串口模拟ISO7816接口连接，所述共享资源设备通过2G/3G/4G/空中接口与所述运营商基站连接。

4.根据权利要求3所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述射频模块包括移动通信处理模块、网络SIM卡连接模块、网络SIM卡调度模块、P2P通信模块、Opus编码解码器模块，所述移动通信模块通过ISO7816接口与所述SIM卡槽连接并通过空中接口与所述运营商基站连接，所述网络SIM卡连接模块通过ISO7816接口转串口与所述待机网络SIM卡连接，所述网络SIM卡调度模块在待机网络SIM卡槽处于不可用状态且有业务发生时，向所述管理平台或P2PTracker发送调度请求，所述P2P通信模块通过网络接口与所述P2PTracker和所述管理平台实现通信，所述Opus编码解码器模块将运营商基站提供的话音格式转换为Opus格式。

5.根据权利要求1所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述共享资源设备包括至少一个家庭型共享射频设备，所述家庭型共享射频设备包括1个物理SIM卡槽和2至4个射频模块，每个射频模块包含3至4个待机网络SIM卡。

6.根据权利要求5所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述共享资源设备还包括至少一个modem池型共享射频设备，所述modem池型共享射频设备包括1个物理SIM卡槽和4个以上的射频模块，每个射频模块包含3至4个待机网络SIM卡。

7.根据权利要求1所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述SIM卡盒子包括壳体，布置在壳体中的SIM卡槽和通信芯片，所述SIM卡槽用于放置用户SIM卡，所述通信芯片包括通信模块和SIM接口管理模块，所述通信模块通过互联网与所述P2PTracker和所述APP通信，所述SIM接口管理模块通过ISO7816接口与所述用户SIM卡通信。

8.根据权利要求1所述的基于共享射频资源的P2P移动通信网络系统，其特征在于，所述移动通信业务包括MO、MT、SMO和SMT。