CN114401541A

CN114401541A - Sim卡漫游状态下的4g拨号方法、系统及设备

Info

Publication number: CN114401541A
Application number: CN202210061489.8A
Authority: CN
Inventors: 康秋华; 李嘉鹏; 谢利超
Original assignee: Risinghf Network Shenzhen Co ltd
Current assignee: Risinghf Network Shenzhen Co ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2022-04-26
Also published as: CN111432454A

Abstract

本发明公开了一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法、系统及设备，涉及通信技术领域，包括：获取4G模组的基本信息；控制4G模组检查是否插入SIM卡；当有插入SIM卡时，读取SIM卡的唯一标识信息，并记录SIM卡在当前漫游状态下所有网络的质量信息；4G模组搜索当前环境下的所有运营商网络，并获取所有运营商网络中的可用网络和当前使用网络；按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序；按照排序顺序从排序最高的网络使用pppd拨号工具依次进行拨号，直至拨号成功。本发明解决了现有技术中的拨号方式可靠性低、网络稳定性差的问题。

Description

SIM卡漫游状态下的4G拨号方法、系统及设备

本发明是发明名称为“一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法、系统及物联网设备”的分案申请，其中，母案的申请号为202010228099.6，申请日为2020.03.27。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法、系统及设备。

背景技术

目前，随着物联网应用的不断普及，4G通讯作为物联网设备与互联网交互数据的重要途径，4G信号的稳定性和可靠性成为决定物联网设备是否稳定可靠的重要因素。现有的4G拨号方案默认都是通过4G芯片自动搜索当前环境可用的运营商网络，自动选择适当网络拨号。这种方案SIM卡在非漫游状态下非常方便且可靠，但是当SIM卡处于漫游状态下时，自动搜索出来的网络并非自家运营商网络，而是SIM卡合作伙伴运营商网络，这时自动选择网络拨号变得非常不可靠，经常出现选择了不可靠的网络，导致4G通讯延迟高或者出现频繁重拨号问题，严重影响了物联网设备正常工作，甚至影响了部署的物联网正常投入使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法、系统及设备，使得SIM卡即使处于漫游状态下，也可以快速精准地找到信号质量最佳的运营商网络并进行拨号，解决了现有的拨号方式可靠性低、网络稳定差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，包括：

处理器输出第一AT指令，以获取4G模组的基本信息；所述基本信息包括所述4G模组的厂家信息、硬件版本和固件版本；

所述处理器输出第二AT指令，以控制所述4G模组检查是否插入SIM卡；

当有插入所述SIM卡时，所述处理器输出第三AT指令，以读取所述SIM卡的唯一标识信息，并记录所述SIM卡在当前漫游状态下所有网络的质量信息；

所述处理器输出第四AT指令，以使所述4G模组搜索当前环境下的所有运营商网络，并获取所有运营商网络中的可用网络和当前使用网络；

按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的所述可用网络和所述当前使用网络进行排序；

按照排序顺序从排序最高的网络使用pppd拨号工具依次进行拨号，直至拨号成功。

可选地，所述预设的网络制式优先级为2G<3G<4G。

可选地，所述第一AT指令为AT指令“ATI”，所述第二AT指令为AT指令“AT+CPIN？”，所述第三AT指令为AT指令“AT^ICCID？”；所述第四AT指令为“AT+COPS＝？”。

可选地，所述按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序，具体包括：

根据所述4G模组返回的AcT字段信息区分各种网络制式；

主机发送AT指令“AT^HCSQ？”，以检测所述可用网络和所述当前使用网络在当前环境下的信号质量。

为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

一种SIM卡漫游状态下的4G拨号系统，包括：

检测模块，被配置为检查是否插入SIM卡；

读取模块，被配置为确定插入SIM卡后，读取SIM卡的唯一标识信息；

提取模块，被配置为搜索当前环境中所有运营商网络，并提取出可用网络和当前使用网络；

排序模块，被配置为按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序；

拨号模块，被配置为按照排序顺序从排序最高的网络依次进行拨号，直至拨号成功。

可选地，所述排序模块依据的网络制式优先级为2G<3G<4G。

为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

一种应用所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号方法的设备，所述SIM卡漫游状态下的4G拨号设备包括SIM卡、4G模组、处理器以及用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述4G模组被配置为：

检查是否插入SIM卡；

确定插入SIM卡后，读取SIM卡的唯一标识信息；

搜索当前环境中所有运营商网络；

所述处理器被配置为：

获取4G模组的基本信息；

提取出可用网络和当前使用网络；

按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序；

按照排序顺序从排序最高的网络依次进行拨号，直至拨号成功。

可选地，所述4G模组的基本信息包括厂家信息、硬件版本和固件版本。

可选地，所述处理器依据的网络制式优先级为2G<3G<4G。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

在SIM卡漫游状态下，通过网络制式优先级和当前环境下的信号质量对可用网络和当前使用网络进行分类排序，并通过排序顺序依次拨号，这样，即使SIM卡处于漫游状态下，也可以快速精准地找到信号质量最佳的运营商网络并进行拨号，保证4G上网的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的结构示意图。

图1为本发明SIM卡漫游状态下的4G拨号方法的流程示意图；

图2为本发明SIM卡漫游状态下的4G拨号系统的结构框架示意图；

图3为本发明SIM卡漫游状态下的4G拨号设备的内部结构架构示意图；

图4为本发明实施例中物联网设备通过互联网连接物流网服务器的网络连接关系示意图；

图5为本发明实施例中POWER_ON_OF管脚处理器的GPIO口连接的部分电路原理示意图；

图6为本发明实施例中POWER_ON_OF管脚的上电时序状态示意图；

图7为本发明实施例中WAKEUP_IN管脚通过mos管做开关连接处理器的GPIO口的部分电路原理示意图；

图8为本发明实施例中处理器与4G模组的数据交互关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，该方法包括：

S1：检查是否插入SIM卡，确定插入SIM卡后，读取SIM卡的唯一标识信息。

S2：搜索当前环境中所有运营商网络，并提取出可用网络和当前使用网络。

S3：按照预设的网络制式优先级和当前环境下网络信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序。

S4：按照排序顺序从排序最高的网络依次进行拨号，直至拨号成功。

具体地，预设的网络制式优先级为2G<3G<4G。

实施例二

如图2所示，本实施例公开了一种SIM卡漫游状态下的4G拨号系统，该系统包括：

检测模块10，被配置为检查是否插入SIM卡。

读取模块11，被配置为确定插入SIM卡后，读取SIM卡的唯一标识信息。

提取模块12，被配置为搜索当前环境中所有运营商网络，并提取出可用网络和当前使用网络。

排序模块13，被配置为按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序。

拨号模块14，被配置为按照排序顺序从排序最高的网络依次进行拨号，直至拨号成功。

具体地，排序模块5依据的网络制式优先级为2G<3G<4G。

实施例三

如图3所示，本实施例公开了一种SIM卡漫游状态下的4G拨号设备，该设备包括SIM卡20、4G模组21、处理器22以及用于存储处理器可执行指令的存储器23，4G模组21与处理器22通过发送AT指令进行数据交互。

4G模组21被配置为：

检查是否插入SIM卡20；

确定插入SIM卡20后，读取SIM卡20的唯一标识信息；

搜索当前环境中所有运营商网络。

处理器22被配置为：

提取出可用网络和当前使用网络；

较优地，处理器22还被配置为获取4G模组的基本信息。

具体地，处理器22获取的4G模组的基本信息包括厂家信息、硬件版本和固件版本等信息。

具体地，处理器22依据的网络制式优先级为2G<3G<4G。

实施例四

在本实施例中，4G模组21和拨号使用的漫游状态下的SIM卡20以及存储器23均附属于设备内，处理器22以及4G模组21实现上述功能需要通过Linux系统、4G模组内核驱动、pppd拨号工具以及实现漫游状态4G拨号方案的代码完成。物联网设备通过互联网连接物流网服务器的原理如附图4所示。

为了保证4G模组稳定可靠地工作，设备启动4G模组前，处理器向4G模组POWER_ON_OF管脚发起重新上电时序，接着再向4G模组WAKEUP_IN管脚发起唤醒时序，初始化成功4G模组后，设备处理器读取4G模组出厂设置好的vendorID和product ID，与系统USB驱动所支持vendorID和productID列表一一匹配，一但匹配成功Linux内核将生成ttyUSB字符接口供设备处理器使用。

POWER_ON_OF管脚通过mos管做开关连接设备处理器的GPIO口，它的部分原理图可以参见附图5，上电时序状态如图6所示。

WAKEUP_IN管脚通过mos管做开关连接设备处理器的GPIO口，它的部分原理图如图7所示。

设备处理器与4G模组的数据交互均是通过ttyUSB字符接口发送AT指令实现。发送AT指令指物联网设备发起一个AT指令至4G模组；AT指令响应：指4G模组收到AT指令后，根据AT指令作出相应的数据应答回复至处理器。处理器与4G模组的数据交互过程可以参见附图8。

本实施例中SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，具体包括：

1)处理器发送第一AT指令，即AT指令“ATI”，以获取4G模组的厂家、硬件版本、固件版本等基本信息。

2)处理器发送第二AT指令，即AT指令“AT+CPIN？”，4G模组检查是否插入SIM。

如果有插入SIM卡，再发送第三AT指令，即AT指令“AT^ICCID？”，以读取SIM卡的唯一标识，即SIM卡的CCID，设备记录SIM卡卡在当前漫游状态下所有网络的质量信息。

3)处理器发送第四AT指令，即AT指令“AT+COPS＝？”，以使4G模组搜索设备当前环境所有运营商网络，包括未知和禁用的网络，具体指令代码可参见下表1。处理器得根据4G模组返回的stat字段信息剔除未知网络和禁止网络，挑选出可用网络和当前使用网络。

表1 AT指令“AT+COPS＝？”代码表

4G模组返回的stat字段信息具体如下：

<stat>：

0 Unknown

1 Available

2 Current

3 Forbidden

4)搜索出来的网络不仅仅有4G制式，还有3G制式和2G制式。这些制式网络同样也可以用于拨号，不过优先级为2G＜3G＜4G。处理器根据4G模组返回的AcT字段信息区分各种网络制式，具体为：

<AcT>：indicates access technology selected.

0 GSM(2G)

1 GSM Compact(not supported currently)

2 UTRAN(3G)

3 GSM w/EGPRS(not supported currently)

4 UTRAN w/HSDPA(not supported currently)

5 UTRAN w/HSUPA(not supported currently)

6 UTRAN w/HSDPA and HSUPA(not supported currently)

7 E-UTRAN(4G)

5)主机发送AT指令“AT^HCSQ？”，其代码具体可参见下表2，把所有挑选出来的网络都一一地检测当前环境的信号质量，并记录下来，具体可参见下表3；

表2AT指令“AT^HCSQ？”代码表

表3各网络信号质量记录表

<sysmode>	<value1>	<value1>	<value1>	<value1>	<value1>
						″GSM″	gsm_rssi	-	-	-	-
″WCDMA″	wcdma_rssi	wcdma_rscp	wcdma_ecio	-	-
						″TD-SCDMA″	tdscdma_rssi	tdscdma_rscp	tdscdma_ecio
″LTE″	Ite_rssi	Ite_rsrp	Ite_sinr	Ite_rsrq	-

表3中gsm_rssi，wcdma_rssi，tdscdma_rssi，lte_rssi均为整数类型值，指示接收信号强度。这些参数可用于GSM(2G)，WCDMA(3G)，TD-SCDMA(3G)和LTE(4G)制式信号强度的判定，具体如下：

0rssi<-120dBm

1-120dBm≤rssi<-119dBm

2-119dBm≤rssi<-118dBm

...

94-27dBm≤rssi<-26dBm

95-26dBm≤rssi<-25dBm

96-25dBm≤rssi

255unknown orundetectable

gsm_rssi，wcdma_rssi，tdscdma_rssi，lte_rssi越大，网络信号质量越好。

6)根据制式和信号质量排序，4G制式网络信号质量从最佳到最差，然后到3G制式网络、2G制式网络依次排序.

7)设备选择排序最高的网络使用pppd拨号工具(pppd拨号工具也是通过ttyUSB字符驱动与4G模组交互数据)进行拨号，若无法拨号则选择次之，依次拨号直到拨号成功为止。

8)拨号成功后，设备与互联网交互数据。

以上的方案不仅仅适用于SIM卡处于漫游状态下，非漫游状态下也适用，只不过搜索出SIM卡自家运营商网络是属于可用状态，非自家运营商网络属于禁用状态。

在拨号过程中，会出现拨号失败的原因主要有以下几种：

a)无插入SIM。

b)SIM卡欠费。

c)无法匹配SIM卡的APN。

d)当前环境无运营商网络(或者未安装4G模组天线导致无法搜索到运营商网络)。

e)当前环境无法搜索到有效的运营商网络(漫游状态下一般是没有SIM卡运营商网络，需要连接合作伙伴的运营商网络，如果该SIM卡在当前环境既没有自己运营商网络，也没有合作伙伴运营商网络，那就无法拨号)。

f)4G模组不支持SIM卡使用的band。

g)设备硬件损坏。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，其特征在于，所述预设的网络制式优先级为2G<3G<4G。

3.根据权利要求1所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，其特征在于，所述第一AT指令为AT指令“ATI”，所述第二AT指令为AT指令“AT+CPIN？”，所述第三AT指令为AT指令“AT^ICCID？”；所述第四AT指令为“AT+COPS＝？”。

4.根据权利要求1所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号方法，其特征在于，所述按照预设的网络制式优先级和当前环境下的信号质量对提取出的可用网络和当前使用网络进行排序，具体包括：

根据所述4G模组返回的AcT字段信息区分各种网络制式；

5.一种SIM卡漫游状态下的4G拨号系统，其特征在于，包括：

检测模块，被配置为检查是否插入SIM卡；

6.根据权利要求5所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号系统，其特征在于，所述排序模块依据的网络制式优先级为2G<3G<4G。

7.一种应用权利要求1-4任意一项所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号方法的设备，其特征在于，所述SIM卡漫游状态下的4G拨号设备包括SIM卡、4G模组、处理器以及用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述4G模组被配置为：

检查是否插入SIM卡；

确定插入SIM卡后，读取SIM卡的唯一标识信息；

搜索当前环境中所有运营商网络；

所述处理器被配置为：

获取4G模组的基本信息；

提取出可用网络和当前使用网络；

8.根据权利要求7所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号设备，其特征在于，所述4G模组的基本信息包括厂家信息、硬件版本和固件版本。

9.根据权利要求7所述的SIM卡漫游状态下的4G拨号设备，其特征在于，所述处理器依据的网络制式优先级为2G<3G<4G。