CN117793004A - 一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法和系统，其方法包括：配置用户数量，用户等级，业务类型，业务优先级，通讯模式组合，权值参数；根据通讯模式组合，选择排在第一位的通讯模式进行通讯；计算切换门限；计算当前未使用的通讯模式的切换估值；逐个判断每种通讯模式的切换估值是否超过切换门限；如果有超过门限的，则对应的通讯模式进入切换备选集，按切换估值高低进行排序；如果均没有超过门限，则返回到计算切换门限；启动切换，准备切换到切换估值最高的新的通讯模式；将准备切换的通讯模式，以及切换生效时间发给接收方；在切换生效时间，进行通讯模式切换。本发明可以实现不同通讯网络的动态可靠无扰动切换。

Description

一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法和系统

技术领域

本发明属于通讯技术领域，具体涉及通讯多种制式之间的通讯方式动态选择以及无损失切换的方法和系统。

背景技术

随着通讯技术的发展，对于不同应用场景和业务类型，需要工作在不同的通讯制式，例如在海上或沙漠，由于远海或沙漠深处没有运营商网络覆盖，需要通过卫星通讯的方式将信息传输到接收方。而有些地方，例如矿区、近海养殖、近海风场、轨道交通等地方，需要专用的无线网络进行覆盖；在有光缆或电缆的地方，终端如果是固定的，则可以使用光缆或电缆进行有线通讯。为了满足上述不同场景的需求，需要配置不同标准制式的通讯设备，有些区域会出现不同标准制式设备的堆积部署，例如在矿区，需要有运营商的网络，满足普通人员的使用，同时也需要专用的网络，满足矿山生产的需要，有些地方需要建立光缆或电缆进行通讯；在大型工厂或大型集装箱码头，也同样面临上述不同业务类型的通讯需求。

目前，不同标准的通讯网络部署采用独立部署的方式，其存在以下缺点：1、用户要携带多个不同标准的通讯终端设备，使用不方便，而且携带也不方便；2、用户数据传输无法根据业务类型和信道质量进行动态切换，如果出现某个网络故障，将导致在该网络上传输的信息无法动态切换到其他可以正常使用的网络上；3、网络资源无法动态协调，例如有些数据量不大的业务，由于没有适合的通讯网络，只能使用比较大的带宽网络，造成资源浪费。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法和系统。

第一方面，本发明提供一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法，方法包括以下步骤：

步骤S1：配置用户数量、用户等级、业务类型、业务优先级、通讯模式组合、权值参数；

步骤S2：根据通讯模式组合，选择排在第一位的通讯模式进行通讯；

步骤S3：计算当前通讯模式的切换门限；

步骤S4：计算通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值；

步骤S5：逐个判断备选通讯模式的切换估值是否超过切换门限；

步骤S6：如果有超过切换门限的，则对应的通讯模式进入切换备选集，按切换估值高低进行排序，将切换估值最高的通讯模式列为待切换通讯模式；如果均没有超过门限，则返回到步骤S3；

步骤S7：启动切换，将待切换通讯模式以及切换生效时间发给接收方；

步骤S8：在切换生效时间，执行通讯模式切换。

进一步地，计算切换估值时，根据如下表达式（1）进行计算：

（1）

式中，

：第k个用户在当前通讯模式下以及其他几个备选通讯模式下的切换估值，若切 换估值大于切换门限，则当前通讯模式进入切换备选集，可以进行切换，如果小于或等于门 限，则对应的通讯模式不满足条件，不进入切换备选集；

：第k个用户优先级权重，取值范围0~1之间；

：第k个用户优先级等级；

：第k个用户的通讯模式的信道质量权重；

：第k个用户在当前通讯模式下的信道质量；

：第k个用户在配置的备选通讯模式n下的信道质量；

：第k个用户路由加权系数；

：第k个用户在当前通讯模式下的路由质量；

：第k个用户在配置的备选通讯模式n下的路由质量；

：第k个用户通讯成本加权系数；

：第k个用户在当前通讯模式下的成本；

：第k个用户在备选通讯模式n下的成本；

：第k个用户通讯传输块加权系数；

：第k个用户在当前通讯模式下的传输块；

：第k个用户在备选通讯模式n下的传输块。

进一步地，在步骤S3中，将表达式（1）中的设为，即相同通讯模式进行计算， 计算切换门限。

进一步地，所述通讯模式组合由卫星通讯、5G/4G/3G/2G 无线通讯、专网通讯、wifi通讯、IoT通讯、有线通讯中的两种或两种以上的通讯方式组成。

进一步地，用户等级分为1-3级，业务类型分为文字、语音、图片，业务优先级分为1-3级。

另一方面，本发明提供了一种实现第一方面方法的基于可组合通讯模式的通讯切换系统，所述系统包括：

用户组合配置管理模块，包括用于配置用户数量、用户等级和用户权限的用户配置子模块，用于配置业务类型、业务量和业务优先级的业务配置子模块，用于配置通讯模式组合的通讯配置子模块，用于配置所述通讯模式传输成本的成本配置子模块，用于配置当前场景可用网络的场景配置子模块，所述可用网络包括公共网络、专用网络和卫星网络。

算法模块，用于根据所述用户组合配置管理模块配置的参数和通过实时监测获取的网络状态，计算当前通讯模式的切换门限和所述通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值，当备选通讯模式的切换估值高于切换门限时，对当前通讯模式数据进行备份，向协议适配模块发送切换指令，并向所述用户组合配置管理模块反馈切换结果和当前的通讯模式；所述切换指令包含待切换通讯模式以及切换生效时间。

协议适配模块，用于接收并根据算法模块的指令，执行通讯模式切换。

通讯模块，用于执行通讯，通讯模式包括卫星通讯、无线通讯、专网通讯、WIFI通讯、IoT通讯、有线通讯、自组网。

进一步地，算法模块中用于计算的参数包括用户数量、业务优先级、通讯模式组合、当前通讯模式和/或备选通讯模式的传输成本；用于计算的所述网络状态包括当前通讯模式和/或备选通讯模式各自对应的信道质量、路由质量和传输块等级。

进一步地，算法模块中切换指令包含的待切换通讯模式，当通讯模式组合中超过两种以上通讯模式时，所述切换指令包含的待切换通讯模式，为所述通讯模式组合中切换估值高于切换门限且切换估值最高的备选通讯模式。

进一步地，算法模块用于实时监测协议适配模块的状态，向协议适配模块发出指令，使当前工作的协议与当前使用的通讯模式相匹配。

进一步地，协议适配模块，包括协议类别匹配子模块，用于根据算法模块发送的切换指令，在约定的切换生效时间前，将待切换通讯模式的协议加载到运行单元；

热备份管理子模块，用于根据算法模块的切换指令，在切换的过程中，将传输的数据同时备份到当前通讯模式协议栈和待切换通讯模式协议栈对应的存储区域；

协议切换管理子模块，用于根据算法模块的切换指令，在切换生效时刻，将当前使用的通讯模式对应的协议，切换到已加载到运行单元的待切换通讯模式对应的协议；

数据重传管理子模块，用于根据算法模块的指令，将备份的数据从存储区域通过切换后的通讯模式进行重传；

协议对接子模块，用于将数据从当前通讯模式所对应的协议格式转换为切换后通讯模式所对应的协议格式。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

1.用户只需要携带一部可用于组合不同通讯模式的通讯终端，网络部署可以根据网络需求进行组合部署；用户终端可以根据业务量、信道质量、成本控制规则进行各类通讯网络的动态可靠无扰动切换，不仅满足了各类网络应用场景，而且降低了成本，避免了资源浪费。

2. 根据用户优先级，信道质量、路由质量、传输成本、传输块大小计算出当前通讯模式的数值，并将该数值作为通讯模式切换门限，其他待选的通讯模式，依据相同的计算方法，得到各种通讯模式的对应数值，这些数值与切换门限进行比较，由比较的结果确定是否进行通讯模式切换，以及对应的通讯模式切换流程。从而融合多个未直接关联关系的数据，以基于数值对比的方式进行判断，实现融合业务量、信道质量和成本控制整合的动态切换门限，由当前正在使用的通讯模式的参数计算得到，算法是统一的，数值具有可对比性。

附图说明

图1为本发明的基于可组合通讯模式的通讯切换方法的流程图；

图2为本发明的基于可组合通讯模式的通讯切换系统的模块结构示意图；

图3为本发明的通讯切换系统中的用户组合配置管理模块示意图；

图4为本发明的通讯切换系统中的算法模块示意图；

图5为本发明通讯切换系统中的协议适配模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例中的通讯方式包括卫星通讯、无线通讯、WIFI通讯、IoT通讯、有线通讯、自组网通讯等。其中：卫星通讯主要采用卫星通讯方式，例如对应的频段包括C(4-8GHz)，Ku(12-18GHz)频段， Ka(27-40GHz)频段，采用卫星通信自定义帧格式，进行数据传输；具体地，卫星通信可以是低轨卫星通信、海事卫星通信、北斗短报文通信，每个通信模式的成本和传输块有差异。无线通信主要是公网运营商的通信模块，包括4G、5G无线通信，遵从3GPP相关规范，进行数据传输。专网通讯主要是采用专网通信频段，射频以及基带处理，核心网等方面，可以参考3GPP相关规范，进行数据传输。WIFI通讯主要是采用2.4G或5.8G频段，遵从IEEE802.11系列协议，进行数据传输。IoT通讯可以是运营商的NBIoT无线通信模块，也可以是lora 协议的通信模块， 进行数据传输。有线通讯主要是采用诸如IEEE802.3局域网协议，进行数据传输。自组网通讯主要采用设备商自定义的无线帧结构和相关协议，进行多跳，多节点之间的无线数据传输。

如图1所示，一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：配置用户数量，用户等级，业务类型，业务优先级，通讯模式组合，权值参数；

具体地，通讯模式组合是一种多模通讯方式，比如专网与公网组合，或者自组网与wifi组合，可基于不同的环境切换到不同的通讯模式的一种可组合通讯模式的策略通讯。通讯模式组合参数是决定不同通讯模式切换的外部参数，包括但不限于用户数量、用户等级，业务优先级等。

步骤S2：根据通讯模式组合，选择排在第一位的通讯模式进行通讯；

具体地，根据配置的通讯模式组合中的第一位通讯模式作为当前使用的通讯模式。示例性地，用户在系统依次配置了4G公网、4G专网、5G公网和5G专网，则选择4G公网作为当前的通讯模式。

步骤S3：计算当前通讯模式的切换门限；示例性地，当4G公网为当前的通讯模式，则计算4G公网的切换门限。

步骤S4：计算通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值；

具体地，计算通讯模式组合中其他未使用的备选通讯模式的切换估值，示例性地，如上述步骤S2中所列的四种通讯模式，计算除4G公网以外的其他三个未使用的备选通讯模式的切换估值。

步骤S5：逐个判断通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值是否超过切换门限；

具体地，通讯模式组合至少包括两种通讯模式，逐个判断，从备选通讯模式中选择待切换估值最高的通讯模式作为最佳通讯策略，以备切换。

步骤S6：如果有超过切换门限的，则对应的通讯模式进入切换备选集，按切换估值高低进行排序，将切换估值最高的通讯模式列为待切换通讯模式；如果均没有超过门限，则返回到步骤S3；

具体地，如果在逐个判断中，当有一个备选通讯模式的切换估值超过切换门限时，即表示触发切换条件，则需将对应的通讯模式进入切换备选集，并在切换备选集中，按照切换估值的高低进行排序，将其中切换估值最高的通讯模式列为待切换通讯模式；如果通讯模式组合中所有的通讯模式均没有超过切换门限，则继续使用当前通讯模式，且同时返回到步骤S3。

步骤S7：启动切换，将待切换通讯模式以及切换生效时间发给接收方；

步骤S8：在切换生效时间，执行通讯模式切换。

其中，切换门限和切换估值根据下式进行计算：

（1）

表达式（1）中，

：第k个用户在当前通讯模式下以及其他几个备选通讯模式下的切换估值，是一 个矩阵，如果该矩阵的元素值大于切换门限，则当前通讯模式进入切换备选集，可以进行切 换；如果小于或等于门限，则对应的通讯模式不满足条件，不进入切换备选集；

：第k个用户优先级权重，取值范围为0~1之间，如果不考虑优先级的情况下，该 值默认是1。

：第k个用户优先级等级，优先级等级分为三个，从低到高分别是1，2，3；

：第k个用户的通讯模式的信道质量权重，取值范围为0~1之间，如果不考虑优 先级的情况下， 该值默认是1。

：第k个用户在当前通讯模式下的信道质量；

：第k个用户在配置的备选通讯模式n下的信道质量，取值范围0~1之间，如 果不考虑优先级的情况下，该值默认是1；。

：第k个用户路由加权系数，取值范围0~1之间，该值默认是1。

：第k个用户在当前通讯模式下的路由质量，取值从低到高分别是1、2、3、4、5， 其分值越低，表示路由质量越差；

：第k个用户在配置的备选通讯模式n下的路由质量，取值从低到高分别是1、 2、3、4、5，分值越低，表示路由质量越差；

其中路由质量的差，表现在延迟比较大，经过的节点多。

：第k个用户通讯成本加权系数，取值范围0~1之间，该值默认是1。

：第k个用户在当前通讯模式下的成本，单位是元/kbit；

：第k个用户在配置的备选通讯模式n下的成本，单位是元/kbit；

其中成本的分值与成本成正比，即成本的分值越低，成本越低。

：第k个用户通讯传输块加权系数，取值范围0~1之间，该值默认是1。

：第k个用户在当前通讯模式下的传输块，单位是bit；

：第k个用户在配置的备选通讯模式n下的传输块，单位是bit；

其中传输块的分值越低，表示传输块越小。

在表达式（1）中，将设为，即相同通讯模式进行计算，计算切换门限，每个用 户的权值不同， 因此每个用户的切换门限也不同。

下面通过实施例说明在具备多种不同通讯模式应用场景下，可组合通讯模式的通讯切换方法。

配置通讯模式4G公网和专网、5G公网和专网，用户数量30，用户等级分别是10个人 等级为1，10个人等级为2，10个人等级为3；业务类型分别是文字、语音、图片；业务优先级分 别是1、2、3；权值参数分别是，，。

根据通讯模式组合，选择排在第一位的4G公网通讯模式进行通讯。

将表达式（1）中的设为，即相同通讯模式进行计算，以获得当前通讯模式的 切换门限， 1-10用户的切换门限是，11- 20用户的切换门限是，21-30用户的切换 门限是。

根据表达式（1），计算通讯模式组合中当前未使用的通讯模式，即备选通讯模式的 切换估值，以第一个用户为例，当前通讯模式是4G公网，,成本=0.1元/kbit,传输块是 1000bit。未使用的备选通讯模式的参数分别对应4G专网、5G公网、5G专网，通过向前述三种 通讯模式发起测试报文，获得三种通讯模式各自的信息质量CQI和路由质量R，分别是=0.05元/ kbit, =0.03元/kbit, =0.02元/kbit； 。

在此获得三种通讯模式的参数值 后，计算4G专网、5G公网、5G专网的切换估值，通过0.5×1+0.8×（1/2, 2/2, 3/2）+0.9×（1/2,2/2,3/2）-1×（0.05/0.1,0.03/0.1,0.02/0.1）+1×（700/1000,800/1000,900/1000）计算，其具体计算如下：

；

；

。

根据上述计算， 5G公网和5G专网的切换估计值均超过了第一个用户门限2.2，则对应的5G公网和5G专网通讯模式进入切换备选集，按切换估算高低进行排序，其中5G专网的切换估计值最高。在这一示例性实施例中，业务优先级高的先切换，业务类型匹配的先切换。

在另一实施例说明在具备卫星通讯组合的应用场景下的可组合通讯模式的通讯 切换操作。其配置的通讯模式组合由4G公网、4G专网、5G公网和5G专网和卫星通讯组成，用 户数量30，用户等级分别是10个人等级为1，10个人等级为2，10个人等级为3；业务类型分别 是文字、语音、图片；业务优先级分别是1、2、3；权值参数分别是，，；

根据通讯模式组合，选择排在第一位的4G公网通讯模式进行通讯。

将表达式（1）中的设为，即相同通讯模式进行计算，计算切换门限，1-10用 户的门限是，11-20用户的门限是，21-30用户的门限是。

根据表达式（1），计算通讯模式组合中当前未使用的通讯模式，即备选通讯模式的 切换估值，以第一个用户为例即当前通讯模式是4G公网，信道质量是 2，路由质量是2，成本=0.1元/kbit,传输块是1000bit。其他通讯模式的参数对 应4G专网、5G公网、5G专网、卫星通讯，分别是, =0.03 元/kbit， ， ，。

其他四种通讯模式，4G专网、5G公网、5G专网、卫星通讯的切换估计值通过0.5×1+0.8×[1/2, 2/2, 3/2,3/2]+0.9×[1/2,2/2,3/2,3/2]-1×[0.05/0.1,0.03/0.1,0.02/0.1,1/0.1]+1×[700/1000,800/1000,900/1000,500/1000]计算，其具体计算如下：

；

；

；

。

根据上述计算，5G专网的切换估计值为3.75，其超过了门限，因此5G专网进入切换备选集；在一示例性的实施例中，业务优先级高的先切换，业务类型匹配的先切换；启动切换，准备切换到切换估计值最高的5G专网通讯模式，将准备切换的5G专网通讯模式，以及切换生效时间发给接收方；在切换生效时间，进行通讯模式切换，即完成通讯模式的切换。

下面再通过又一实施例说明在具备有线通讯的应用场景下的可组合通讯模式的通讯切换操作。

如果配置的通讯模式组合是4G公网、4G专网、有线通讯和卫星通讯络组成，用户数 量为30，用户等级分别是10个人等级为1，10个人等级为2，10个人等级为3；业务类型分别是 文字、语音、图片；业务优先级分别是1、2、3；权值参数分别是，，。

根据通讯模式组合，选择排在第一位的4G公网通讯模式进行通讯。

将表达式（1）中的设为，即相同通讯模式进行计算，计算切换门限，1-10用 户的门限是，11-20用户的门限是，21-30用户的门限是。

根据表达式（1），计算当前未使用的通讯模式的切换估值，以第一个用户为例，当 前通讯模式是4G公网，，信道质量是2，路由质量是2，成本=0.1 元/kbit,传输块是1000bit,其他通讯模式的参数对应4G专网、有线通讯、卫星通讯， 分别是 ， 。其他三种通讯 模式，4G专网、有线通讯、卫星通讯的切换估计值通过0.5×1+0.8×[1/2, 15/2, 0.5/2]+ 0.9×[1/2,12/2,0.5/2]-1×[0.05/0.1,0.003/0.1,1/0.1]+1×[700/1000,1800/1000, 900/1000] 计算，其具体计算如下：

；

；

。

根据计算结果，有线通讯的切换估计值为13.67，超过了门限，因此有线通讯进入切换备选集；在一示例性的实施例中，业务优先级高的先切换，业务类型匹配的先切换；启动切换，准备切换到有线通讯模式；将准备切换的通讯模式，以及切换生效时间发给接收方；在切换生效时间，进行通讯模式切换，即完成通讯模式的切换。

通过上述实施例可见，本发明所提出的基于可组合通讯模式的通讯切换方法，可根据应用场景配置可组合的通讯模式，再基于用户的信道质量、路由质量、优先级、成本、传输块所计算出的切换门限和切换估值的比较，可以动态无扰动地切换到数值最高的网络。

切换门限指的是当前正在使用的通讯模式，依据表达式（1）计算出来的数值，该门限是动态的。

同样地，依据表达式（1）可以计算出其他几种通讯模式的数值，每种通讯模式的数值与切换门限进行对比，如果超过门限，则进入备选切换集，等待或执行切换。

表达式（1）融合了评价通信性能的多个重要指标，包括用户优先级，信道质量，路由质量，成本，传输块等级。其中成本是减项，成本数值越大，即需要传输kbit的费用越高，则该项通讯模式的数值越小。

路由质量是指从源节点到目标节点需要走多少个路由中转，以及路由是否稳定，该值越大，则说明对应的通讯模式的路由稳定，并且经过的路由中转少，即耗时越少。

传输块的数据，对应的是有效载荷能力，该值越大，则表示该种通讯模式的有效载荷能力越高，例如卫星通信，受带宽和信道码率的限制，传输块比较小，有效载荷小，如果一个比较大的数据包，则需要切割成若干个比较小的传输块进行传输，耗时也比较多，反之，如果是有线通信，则带宽比较大，而且信道码率也比较高，则对应的传输块比较大，一个传输块就可以对应一个比较大的数据包，不需要切割成小的传输块，则耗时比较小。

如图2所示，用于实现基于可组合通讯模式的通讯切换方法所对应的通讯切换系统，包括如下模块：用户组合配置管理模块、算法模块、协议适配模块和通讯模块。下面分别对各个模块的组成和功能进行说明。

通讯模块，包括卫星通讯、5G/4G/3G/2G 无线通讯、专网通讯、wifi通讯，IoT通讯、有线通讯等模块。上述通讯模块按照切换估值高为优先顺序，将优先级高的处于热备份状态，而不是都处于热备份状态。5G/4G/3G/2G 无线通讯是归属在公网的，运营商负责运营管理的，专网由用户自己构建的网络， 也可以是基于工作划分的虚拟专网，也可以是独立部署的专网，由用户自己独立运营管理。Wifi是用户内部管理的无线通讯模式，但是频段是公用的； IoT通讯是物联网方面的通讯，可以基于公网，也可以基于专网（例如lora网络）；有线通讯网络可能是公共网络，也可能是专用网络。

用户组合配置管理模块，该模块的功能是用户根据业务类型、使用场景、通讯成本、业务优先级、业务量、业务紧急程度、用户等级、用户数量等因素，对通讯网络进行配置，配置方式可以是单一通讯模式，也可以是多种通讯模式组合，每种通讯模式可以作为一个组合单元。如图3的用户组合配置管理模块示意图所示，其包括业务配置子模块、用户配置子模块、成本配置子模块、场景配置子模块和通讯配置子模块。

其中，业务配置子模块，用于配置业务的优先级，在一些示例性的实施例中，为不同的业务配置相同的优先级和紧急程度，或者为每种业务类型配置不同的优先级和紧急程度，其配置可以是多种选择，也可以是单一选择，如文字类型的调度业务配置高优先级。用户配置子模块，用于配置用户数量、用户权限和用户等级，如列车调度、电力调度、生产调度等调度用户，将其配置为高优先级，使其可以在不同的通讯模式上进行通讯，且不受成本、传输报文大小等因素限制。成本配置子模块，用于对各通讯模式相对应的成本进行配置，以将成本纳入切换估值计算，实现合理地成本控制。场景配置子模块，用于对当前场景所包含的通讯模式进行配置，如当前场景一可使用公共网络和专用网络，又如场景二可使用专用网络和卫星网络。在一些示例性的实施例中，当前场景有5G、4G公共网络，在优先级和业务类型允许的情况下，优先选择成本低的公共网络作为通讯模式，如果同时专用网络也具备传输能力，则优先考虑成本最低的专用网络，如果上述两个网络的通讯方式都不存在时，则需要考虑选择卫星通讯等高成本的通讯模式。

图4为算法模块示意图，包括用户配置参数部分、信道质量部分、路由质量部分、成本计算部分、数据备份部分、协议状态监测部分、切换判断以及指令部分。其中，切换判断以及指令部分用于进行切换判断并给协议适配模块发送切换指令以及给用户组合配置管理模块反馈切换结果和当前的通讯模式。算法模块根据各参数，基于方法实施例的表达式（1）计算出切换门限和切换估值，参数包括用户数量，用户等级，业务优先级，组合通讯中可以使用的通讯模式，以及模式的组合方式，根据参加组合通讯的每种通讯模式当前的信道质量，网络路由情况，动态计算单位比特传输耗时，以及成本，并对上述计算结果进行判断，对重要的、需要可靠传输的数据进行实时备份，并在切换的时候，传给协议适配模块进行重传。同时，算法模块还实时监测协议适配模块的状态，以确保协议适配模块当前工作的协议与当前使用的通讯模式相匹配，并监测其他协议按照计算出来的切换估值，基于切换估值的高低排序，将其估值高的通讯模式处于热备份状态，以便随时通知进行切换。

图5是协议适配模块示意图， 包括协议类别匹配子模块、热备份管理子模块、协议切换管理子模块、数据重传管理子模块、协议对接子模块。协议适配模块，其功能是根据用户组合配置管理模块的配置，以及算法模块的指令，确保当前的协议与当前正在使用的通讯模式匹配，同时管理不同的协议状态，确保每种通讯模式对应的协议按照优先级处于热备份状态；其次，依据算法模块的指令，动态切换协议；另外，根据算法模块指令，接收从算法模块发出的，需要重传的数据，在通讯模式切换的时候，在新的通讯模式的模块中发起数据重传。

下面再通过实施例说明通讯切换系统实现基于可组合通讯模式的通讯切换方法的操作。

当前使用的通讯模式为4G公网，通过方法实施例中的计算，其中备选通讯模式中5G专网通讯模式的切换估值最高，即系统准备从当前的4G公网切换到5G专网通讯模式。算法模块则向协议适配模块发出启动切换指令，并将准备切换的通讯模式以及切换生效时间，以指令的方式发给接收方，以控制在切换生效时间，完成通讯模式切换。

具体地，协议类别匹配子模块用于从4G公网的协议适配到5G专网协议，即将准备切换的5G专网协议，在指令约定的切换生效时间前，加载到有效运行单元；在切换的过程中，同时运行4G公网协议栈和5G专网协议栈，并通过热备份管理子模块将传输的数据在4G公网和5G专网两个协议栈对应的存储区域中备份，以防止在切换过程中数据丢失时，需要进行数据重传。

在切换生效时，协议切换管理子模块将对应的协议切换到已经加载到运行单元的5G专网协议上。协议对接子模块在协议切换过程中，在切到新的5G专网协议的时候，需要与接收方的新的协议进行对接，即快速的完成协议信令交互，确保协议对接成功，以使协议顺利切换。

示例性的，当切换完成后，如果没有出现丢失数据的情况，则原有的4G公网协议栈对应的存储区域中备份的数据可以释放；如果数据在切换过程中，出现数据丢失，则通过数据重传管理子模块对数据进行重传，具体地，在进行重传时，优先通过从已切换到的新的通讯模式，即从5G专网协议栈对应的存储区域中提取备份数据进行重传；如果在5G专网协议栈对应的存储区域中没有找到该备份的数据，则需要在原有的通讯模式，即从4G公网协议栈对应的存储区域中提取备份的数据，并通过新的当前通讯模式，即5G专网进行重传。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种基于可组合通讯模式的通讯切换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：配置用户数量、用户等级、业务类型、业务优先级、通讯模式组合、权值参数；

步骤S2：根据通讯模式组合，选择排在第一位的通讯模式进行通讯；

步骤S3：计算当前通讯模式的切换门限；

步骤S4：计算通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值；

步骤S5：逐个判断通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值是否超过切换门限；

步骤S6：如果有超过切换门限的，则对应的通讯模式进入切换备选集，按切换估值高低进行排序，将切换估值最高的通讯模式列为待切换通讯模式；如果均没有超过门限，则返回到步骤S3；

步骤S7：启动切换，将待切换通讯模式以及切换生效时间发给接收方；

步骤S8：在所述切换生效时间，执行通讯模式切换。

2.根据权利要求1所述的基于可组合通讯模式的通讯切换方法，其特征在于，所述步骤S4中，计算切换估值时，根据如下表达式（1）进行计算：

（1）

式中，：第k个用户在当前通讯模式下以及其他备选通讯模式下的切换估值，当切换估值大于切换门限时，则将当前通讯模式进入切换备选集；

：第k个用户优先级权重，取值范围0~1之间；

：第k个用户优先级等级；

：第k个用户的通讯模式的信道质量权重；

和/>分别为第k个用户在当前通讯模式下和配置的备选通讯模式n下的信道质量；

：第k个用户路由加权系数；

和/>分别为第k个用户在当前通讯模式下和配置的备选通讯模式n下的路由质量；

：第k个用户通讯成本加权系数；

和/>：第k个用户在当前通讯模式下和配置的备选通讯模式n下的成本；

：第k个用户通讯传输块加权系数；

和/>分别为第k个用户在当前通讯模式下和配置的备选通讯模式n下的传输块。

3.根据权利要求2所述的基于可组合通讯模式的通讯切换方法，其特征在于，在步骤S3中，将表达式（1）中的设为/>，即相同通讯模式进行计算，计算切换门限。

4.根据权利要求1所述的基于可组合通讯模式的通讯切换方法，其特征在于，所述通讯模式组合由卫星通讯、5G/4G/3G/2G 无线通讯、专网通讯、wifi通讯、IoT通讯、有线通讯中的两种或两种以上的通讯方式组成。

5.根据权利要求1所述的基于可组合通讯模式的通讯切换方法，其特征在于，用户等级分为1-3级；业务类型分为文字、语音、图片；业务优先级分为1-3级。

6.一种实现如权利要求1至5任一项所述方法的基于可组合通讯模式的通讯切换系统，其特征在于，所述系统包括用户组合配置管理模块，算法模块、协议适配模块和通讯模块，其中：

所述用户组合配置管理模块，包括用于配置业务类型、业务量和业务优先级的业务配置子模块，用于配置用户数量、用户等级和用户权限的用户配置子模块，用于配置所述通讯模式传输成本的成本配置子模块，用于配置当前场景可用网络的场景配置子模块，用于配置通讯模式组合的通讯模式配置子模块，所述可用网络包括公共网络、专用网络和卫星网络；

所述算法模块，用于根据所述用户组合配置管理模块配置的参数和通过实时监测获取的网络状态，计算当前通讯模式的切换门限和所述通讯模式组合中备选通讯模式的切换估值，当备选通讯模式的切换估值高于切换门限时，用于对数据进行备份向协议适配模块发送切换指令，并向所述用户组合配置管理模块反馈切换结果和当前的通讯模式；所述切换指令包含待切换通讯模式和切换生效时间；

所述协议适配模块，用于接收并根据算法模块的切换指令，执行通讯模式切换；

所述通讯模块用于执行通讯，所述通讯模式包括卫星通讯、无线通讯、专网通讯、WIFI通讯、IoT通讯、有线通讯、自组网。

7.根据权利要求6所述的基于可组合通讯模式的通讯切换系统，其特征在于，所述算法模块中用于计算的参数包括用户数量、业务优先级、通讯模式组合、当前通讯模式和/或备选通讯模式的传输成本；用于计算的网络状态包括当前通讯模式和/或备选通讯模式各自对应的信道质量、路由质量和传输块等级。

8.根据权利要求6所述的基于可组合通讯模式的通讯切换系统，其特征在于，当通讯模式组合中超过两种以上通讯模式时，所述切换指令包含的待切换通讯模式，为所述通讯模式组合中切换估值高于切换门限，且切换估值最高的备选通讯模式。

9.根据权利要求6所述的基于可组合通讯模式的通讯切换系统，其特征在于，所述算法模块，用于实时监测协议适配模块的状态，以向协议适配模块发出指令，使当前工作的协议与当前使用的通讯模式相匹配。

10.根据权利要求9所述的基于可组合通讯模式的通讯切换系统，其特征在于，所述协议适配模块，包括：

协议类别匹配子模块，用于根据算法模块发送的切换指令，在切换生效时间前，将备选通讯模式中待切换通讯模式协议加载到运行单元；

热备份管理子模块，用于根据算法模块数据的切换指令，在切换的过程中，将传输的数据同时备份到当前通讯模式协议栈和待切换通讯模式协议栈对应的存储区域；

协议切换管理子模块，用于根据算法模块的切换指令，在切换生效时间，将当前使用的通讯模式对应的协议，切换到已加载到运行单元的待切换通讯模式对应的协议；

数据重传管理子模块，用于根据算法模块的指令，将存储区域备份的数据通过切换后的通讯模式协议进行重传；

协议对接子模块，用于将数据从当前通讯模式所对应的协议格式转换为切换后通讯模式所对应的协议格式。