船载卫星通信终端的网络切换判定方法、判定系统和设备与流程

本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种船载卫星通信终端的网络切换判定方法、判定系统和设备。

背景技术：

随着近海渔业的发展，使得近海通信的有效性和稳定性成为海上通信的刚需。近海渔业的发展变化对海上卫星通信及其相关的配套设施及应用提出了更高的要求。

针对近海渔船和近海的其他各类船舶，鉴于航行安全的需求、公务通信的需要、在船舶上工作的人员及时与其他船舶和岸端进行沟通和交流的需要，使用卫星通信成为海上作业的刚需，特别是公务通信要求稳定可靠。船载通信一般同时配套vsat宽带卫星通信以及4g通信，然而目前没有有效的管理手段进行通信切换，船载通信系统在具备地面4g网络的前提下，仍使用vsat卫星网资源。缺乏一种有效手段进行灵活的资源配置与切换，会造成通信产生空白，通信不稳定，或者额外产生大量通信成本，对船舶公司造成大量的经济损失，该问题有待解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种船载卫星通信终端的网络切换判定方法、判定系统和设备，船载卫星通信终端在vsat网络与移动通信4g网络之间能够最优切换，达到了降低船载卫星通信终端使用成本，提升船载卫星通信系统经济效益的效果。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种船载卫星通信终端的网络切换判定方法，包括以下步骤：

分别通过4g网络和vsat网络发送icmp测试报文，获取采样数据，采样数据包括网络延迟时间和网络丢包率；

根据采样数据计算4g网络的网络延迟平均值、网络丢包率平均值、网络抖动，根据采样数据计算vsat网络的网络延迟平均值、网络丢包率平均值、网络抖动；综合比较4g网络和vsta网络的网络延迟平均值、网络丢包率平均值和网络抖动，选择最优网络；

当4g网络和vsta网络综合比较结果相同时，获取当前船舶的离岸距离d，若d大于或等于距离预设值，则距离系数；若d小于距离预设值，则距离系数；

若当前业务申请设定为vsat网络优先，则优先级参数，否则优先级参数；

获取n次的采样数据，计算n次采样数据中第i次的4g网络平均时延、4g网络平均丢包率、4g网络平均网络抖动、vsat网络平均时延、vsat网络平均丢包率、vsat网络平均网络抖动，获取离岸距离系数，优先级判定系数，计算；

若v≤1，则最优网络为4g网络，若v>1，则最优网络为vsat网络；

将通信终端网络切换至最优网络。

本发明进一步设置为：所述综合比较4g网络和vsta网络的网络延迟平均值、网络丢包率平均值和网络抖动，选择最优网络包括：设定参考值，参考值包括4g网络的最小延迟，4g网络的最大延迟、4g网络的最小丢包率、4g网络的最大丢包率、4g网络的最小网络抖动、4g网络的最大网络抖动、vsat网络的最小延迟、vsat网络的最大延迟、vsat网络的最小丢包率、vsat网络的最大丢包率、vsat网络的最小网络抖动、vsat网络的最大网络抖动；

若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；令、，当时，最优网络为4g网络，当且时，最优网络为vsat网络；

当且时，4g网络和vsta网络综合比较结果相同。

本发明进一步设置为：通信终端启动后默认接入vsat网络。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种船载卫星通信终端的网络切换判定系统，包括：

icmp协议测试单元，用于分别通过4g网络和vsat网络发送icmp测试报文，获取采样数据，采样数据包括网络延迟时间和网络丢包率；

状态数据存储器，用于实时存储采样数据和离岸距离、当前业务申请设定网络；

优先级策略数据库，用于存储所拟合经验公式的参考值；

中央处理器，用于获取状态数据存储器的数据并对其进行处理；

网络切换判定单元，用于获取中央处理器处理后的数据与优先级策略数据库的数据确定最优网络，若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；令、，当时，最优网络为4g网络，当且时，最优网络为vsat网络；当且时，获取当前船舶的离岸距离d，若d大于或等于距离预设值，则距离系数；若d小于距离预设值，则距离系数；

若当前业务申请设定为vsat网络优先，则优先级参数，否则优先级参数；

获取n次的采样数据，计算n次采样数据中第i次的4g网络平均时延、4g网络平均丢包率、4g网络平均网络抖动、vsat网络平均时延、vsat网络平均丢包率、vsat网络平均网络抖动，获取离岸距离系数，优先级判定系数，计算；

若v≤1，则最优网络为4g网络，若v>1，则最优网络为vsat网络；

窄带控制链路通信单元，用于根据网络切换判定单元所确定的最优网络，将通信终端的网络切换至最优网络；

离岸距离计算单元，用于获取船舶的实时离岸距离。

本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：

一种船载卫星通信终端的网络切换设备，包含有存储介质，存储介质内存储有计算机程序，用于执行上述的方法。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

网络控制切换设备同时通过icmp协议实时检测移动通信4g网络与卫星vsat网络的网络延迟时间、网络抖动与网络丢包率，根据一段时间内测试的网络延迟时间、网络抖动、网络丢包率的结果进行网络状态分析，进一步根据包含网络延迟、网络抖动、网络丢包率、优先级策略以及离岸距离分析等多个参数，计算出最优切换策略。本发明能够实现船载卫星通信终端在vsat网络与移动通信4g网络之间的最优切换，在不影响船载卫星通信终端通信质量的前提下有效的降低了vsat卫星通信网络的负载，并进一步降低船载卫星通信终端使用成本，提升了船载卫星通信系统的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例一的流程图；

图2是本发明实施例二的整体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本发明公开了一种船载卫星通信终端的网络切换判定方法，参照图1，包括以下步骤：

101、网络控制切换设备启动后默认通信终端接入vsat（verysmallapertureterminal）网络。船载卫星通信终端的可靠通信网络为卫星通信网络，所以启动后默认接入vsat网络以保障基本通信服务。

102、icmp（internetcontrolmessageprotocol，internet控制报文协议）协议测试单元通过icmp协议发送测试报文，实时检测移动通信4g网络与卫星vsat网络的网络延迟时间和网络丢包率，获得采样数据。icmp是tcp/ip协议簇的一个子协议，用于在ip主机、路由器之间传递控制消息。其中，检测包大小为32字节，间隔5秒，发包次数为12，超时等待时间为1秒，60秒为一个判定点，获取采样数据，将获取到的采样数据保存至本地指定路径下的数据样本日志中，存储于状态数据存储器。

103、中央处理器分别对获取到的4g网络与vsat网络数据样本日志进行分析，计算4g网络的网络延迟平均值、网络丢包率平均值、根据4g网络的最大和最小延迟差计算网络抖动，根据采样数据计算vsat网络的网络延迟平均值、网络丢包率平均值、根据vsat网络的最大和最小延迟差计算网络抖动；

104、网络切换判定单元进行计算选择最优网络，具体操作为：

设定参考值，参考值包括4g网络的最小延迟，4g网络的最大延迟、4g网络的最小丢包率、4g网络的最大丢包率、4g网络的最小网络抖动、4g网络的最大网络抖动、vsat网络的最小延迟、vsat网络的最大延迟、vsat网络的最小丢包率、vsat网络的最大丢包率、vsat网络的最小网络抖动、vsat网络的最大网络抖动。其中，参考值的一种获取方式为，利用拟合获取经验公式，通过经验公式获得参考值。

若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则；若，则，否则。

设定最优化网络的判定值为和，令、，当时，最优网络为4g网络，当且时，最优网络为vsat网络。

当且时，获取当前船舶的离岸距离d，在本实施例中距离预设值为1000m，若d≥1000，则距离系数；若d<1000，则距离系数；

若当前业务申请设定为vsat网络优先，则优先级参数，否则优先级参数；

获取第n次的采样数据，计算n次采样数据中第i次的4g网络平均时延、4g网络平均丢包率、4g网络平均网络抖动、vsat网络平均时延、vsat网络平均丢包率、vsat网络平均网络抖动，获取离岸距离系数，优先级判定系数，计算，其中，n为正整数，i为1-n之间的任意正整数；

若v≤1，则最优网络为4g网络，若v>1，则最优网络为vsat网络。

105、中央处理器获取最优网络的判定结果，决定是否需要切换网络，若是，则由用户选择发送或自动发送切换网络指令，若否，则返回到步骤102。

106、窄带控制链路通信单元得到中央处理器的切换网络指令后，将网络的接口切换至指定网络。由此，完成一种基于船载卫星通信终端的网络切换判定方法。

在本实施例中，最优网络可以通过建立模型来判定，模型包含有网络延迟、网络抖动、网络丢包率、优先级策略以及离岸距离等多个参数，并通过多次采样数据，迭代计算出最优切换策略。

实施例二

参照图2，本发明公开了一种船载卫星通信终端的网络切换判定系统，包括中央处理器、状态数据存储器、网络切换判定单元、icmp协议测试单元、窄带控制链路通信单元、优先级策略数据库、离岸距离计算单元。其中，icmp协议测试单元，用于分别通过4g网络和vsat网络发送icmp测试报文，获取采样数据，采样数据包括网络延迟时间和网络丢包率；

状态数据存储器，用于实时存储采样数据和离岸距离、当前业务申请设定网络；

优先级策略数据库，用于存储所拟合经验公式的参考值；

中央处理器，用于获取状态数据存储器的数据并对其进行处理；

网络切换判定单元，用于获取中央处理器处理后的数据与优先级策略数据库的数据确定最优网络，最优网络的确定参照实施例一中的步骤104。

窄带控制链路通信单元，用于根据网络切换判定单元所确定的最优网络，将通信终端的网络切换至最优网络；

离岸距离计算单元，用于获取船舶的实时离岸距离。

实施例三

本发明公开了一种船载卫星通信终端的网络切换设备，切换设备包含有存储介质，存储介质内存储有计算机程序，用于执行实施例一中的方法。

在本发明实例中，通过基于卫星通信智能网关业务感知的自动建链，除了能够提高宽带业务信道的建链效率，还能够提高宽带业务信道的数据的传输效率。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。