高可靠性的多维复杂网络自治愈系统

1.本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种高可靠性的多维复 杂网络自治愈系统。


背景技术：

2.网络自治愈作为移动通信领域最重要的功能之一，能够自主检测 网络中的突发故障，减少维护成本，通过一系列调整措施消除该故障 带来的影响，从而维持网络提供的各项功能，它的性能好坏与服务质 量及终端用户体验息息相关。现阶段对移动通信系统的自治愈技术的 研究仍然面临着诸多挑战。首先，由于自治愈系统需要知道其它网络 节点的信息，因此相关判决模块首先需要收集所有临近网络节点的信 息，这会在一定程度上增加时延。其次，随着异构网络节点的不断加 入，现有的自治愈系统没有自动进化能力，存在着可行性差等问题， 设计一个高效可行的网络自治愈系统是当前研究的重点，由于多维通 信网络环境的复杂性，如网络条件、终端状态以及用户偏好等，每一 个因素都对网络切换起着重要影响，因此，自治愈判决需要综合考虑 众多因素。
3.网络自治愈往往涉及到网络切换技术，网络切换是移动通信系统 中的关键技术，在通信中占有极其重要的地位。在终端节点通过异构 网络覆盖重叠区时，性能良好的网络切换方案能够保障通信业务的可 靠性、实时性和连续性。如果切换失败，将会导致通信中断现象，对 用户体验造成不利影响；切换频繁，假设单一网络覆盖半径为3km， 重叠区长度为1.2km，对于某些高速终端节点而言，平均每48s就需 要切换，在重叠区驻留的时间仅为12s，而对于中低速节点，驻留时 间较长，因此所以要优化自治愈流程中的切换方案及流程，设计符合 各类移动节点的快速切换方案；接受群切换，在同时处理多个设备的 切换请求时，产生大量的信令交互，从而容易引起“信令风暴”，带 来巨大的系统开销；qos保证，移动通信系统中，各种移动业务的 qos由于频繁切换而降低，例如，语音通信的分组时延应小于100ms， 而切换时间通常需要150ms。如果通信在切换期间中断，则无法满足 语音通信的qos要求。
4.在移动通信系统中，切换管理指的是终端正在进行的呼叫或者会 话从一个物理信道转移到另一个物理信道的过程。切换管理主要分三 步。第一步是切换发起。当终端节点发生移动或网络条件发生了变化， 无线信号强度的下降通常是切换发生的主要因素，除此之外，还需要 考虑网络的载均衡、qos等因素，切换可以由终端、网络发起。第二 步是建立新的连接。在终端控制的切换中，是由移动终端来发现新的 资源，在网络允许的条件下建立新的连接。第三步是数据流控制。在 这个阶段，根据协定的服务质量保证，数据从旧的连接通道转移到新 的连接通道。
5.随着终端设备数量的增长，为满足某些高速、高海拔终端节点的 通信需求，考虑将现有的天基、空基网络作为地基网络的补充。基于 目前复杂的通信网络，现有的方法存在网络节点间平滑切换难度大、 切换频繁、切换时延长、管理困难、网络质量差等问题，无法保证通 信系统服务的连续性和可靠性。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高可靠性的多维复杂 网络自治愈系统。
7.本发明提供一种高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，包括：终 端检测模块，用于检测所在小区的网络状态信息；网络端检测模块， 用于接收终端检测模块发送的网络异常结果，并再次确定终端所在小 区的中断情况；网络切换预测模块，用于将终端业务所需通信时长划 分为多个时隙，根据终端在每个时隙内的运动速度和方向，确定每个 时隙中网络节点对终端的覆盖状态，根据覆盖状态确认是否会出现由 于节点覆盖范围有限造成的网络切换；网络补偿模块，用于根据接收 到的网络端检测模块的检测结果，进行网络补偿；网络切换模块，用 于根据网络端检测模块的异常检测结果，或者网络切换预测模块的预 测结果，进行网络预切换准备，在收到网络补偿模块的补偿无效结果 后，或者满足预设切换条件时，进行网络切换。
8.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述终端检测模块具体用于，周期性检测链路质量指标值，且检测到 链路质量指标值小于预设阈值后，向网络端检测模块发送异常检测结 果，同时启动终端自检测，用于排除自身故障。
9.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络端检测模块，具体用于：接收终端发送的网络异常结果；根 据预设条件判断所述终端是否为网络中断，若为网络中断，则触发网 络补偿模块进行网络补偿，同时触发网络切换模块进行网络预切换准 备。
10.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述切换模块，具体用于：根据终端在每个时隙的运动速度和方向， 以及各覆盖节点的分布，建立时间演进图；确定待切换时隙的网络节 点和连接弧，根据不同连接弧的预设权重，基于最小路径法获得切换 路径的预测结果；对于每次切换，以最大化累积信道质量为目标，确 定切换时间，作为所述预设切换条件；其中，所述连接弧为终端路径 在两节点覆盖重叠区域的部分。
11.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络补偿模块，具体用于：接收到网络端检测模块的检测结果后， 根据终端周围网络节点的状态，调整网络配置参数，以补偿终端所属 小区中断带来的影响。
12.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络补偿模块，具体用于：根据各网络节点的位置，筛选出当前 节点周围临近而非重覆盖的网络节点集合；根据集合中节点反馈回的 信道质量指示，选择最优节点，调整网络配置参数，接入移动终端。
13.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络切换预测模块，根据高斯
‑
马尔可夫模型，确定终端在每个 时隙的运动速度和方向。
14.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络端检测模块具体用于：确定本小区邻近的多个用户，提取用 户对本小区的接收信号强度，若用户对应被检测小区的rsrp存储值 小于预设阈值时，将中断计数增加1，否则将非中断计数增加1；根 据中断计数和非中断计数确定中断用户的比例，若中断用户比例大于 预设阈值，则判定该网络发生中断。
15.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述时间演进
图中弧上的权重，根据卫星节点仰角大小或多模网络节 点的距离远近、覆盖时长、节点负载大小以及资源开销大小确定。
16.根据本发明一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络切换模块还用于，在切换之前与将要切换的网络节点进行握 手，以预留信道资源。
17.本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，通过时隙内 终端接入节点的覆盖时长与时隙时进行比较，预测网络节点发生中断 的可能性，及时触发网络预切换，可提前与预测切换的节点进行握手， 实现资源预留，有效保证了终端用户通信的连续性。另一方面，采用 了双端检测，以及网络补偿与切换准备并行的方案，保证了通信的连 续性，大大减小网络恢复时延。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
19.图1是本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统的应 用场景图；
20.图2是本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统的结 构示意图；
21.图3是本发明提供的基于时间演进图的切换预测流程图；
22.图4是本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统的流 程示意图；
23.图5是本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统的信 令图；
24.图6是本发明提供的基于时间演进图的预切换流程示意图；
25.图7是本发明提供的网络节点分布图；
26.图8是本发明提供的时隙内时间演进图；
27.图9是本发明提供的第i时隙内具体切换时间图。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例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作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.下面结合图1
‑
图9描述本发明的高可靠性的多维复杂网络自治 愈系统。本发明的多维复杂网络自治愈系统可应用于空天地融合网络 中。如图1所示，基于空天地网络节点分布图，为减小复杂网络的各 异构网元之间的复杂交换信息和协调成本，该实施方式可基于一种基 于sdn的集中式空天地融合网络架构而实现，sdn作为一种新型的、 实现控制面与数据面相分离的网络技术，该架构通过利用sdn技术 部署区域内控制器和中心控制器，利用链路发现协议获取全局的网络 节点状态并存放至网络信息数据库中，通过南、北向开放型接口将应 用层的请求转化到网络设备，以集中的方式进行数据流管理，在逻辑 集中控制器上实现转发节点的控制逻辑，从根本上提高了资源管理和 调度能力。
30.总的来说，通过将sdn技术应用于空天地异构网络，根据各区 域网络分布的差异
性，实现地基网络的补充，保障了数据的可靠传输。
31.图2是本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统的结 构示意图，如图2所示，本发明提供高可靠性的多维复杂网络自治愈 系统，包括：终端检测模块，用于检测所在小区的网络状态信息；网 络端检测模块，用于接收终端检测模块发送的网络异常结果，并再次 确定终端所在小区的中断情况；网络切换预测模块，用于将终端业务 所需通信时长划分为多个时隙，根据终端在每个时隙内的运动速度和 方向，确定每个时隙中网络节点对终端的覆盖状态，根据覆盖状态确 认是否会出现由于节点覆盖范围有限造成的网络切换；网络补偿模块， 用于根据接收到的网络端检测模块的检测结果，进行网络补偿；网络 切换模块，用于根据网络端检测模块的异常检测结果，或者网络切换 预测模块的预测结果，进行网络预切换准备，在收到网络补偿模块的 补偿无效结果后，或满足预设切换条件时，进行网络切换。
32.一方面，网络切换预测模块设置在网络端，针对空天地多维复杂 网络系统中某个终端节点，对终端移动速度和方向进行预测，得到第 i个时隙终端的运动速度和方向。其中，网络切换模块，包括网络预 切换子模块和网络切换子模块。网络预切换子模块，进行切换准备， 如和其它节点进行握手，预留信道资源。
33.根据终端速度，设终端所需通信时长为t，区域分布有n个异构 网络节点其中卫星节点集合为s，地面基站节点集 合为bs，第k个网络节点对应的最大覆盖时长为τ
k
＝(τs
k
,τe
k
)，其中p
k
表 示发射功率，l
k
表示负载状态，c
k
表示切换开销，根据终端运行方向 和运行速度，考虑将终端通信时间t分为m个时隙，每个时隙时长为δt， 时隙内终端运行方向和运行速度固定不变，在第i个时隙中，设终端 的速度为v
i
，其运动方向为θ
i
，终端接收卫星信号对应仰角的阈值为 即若终端对卫星仰角小于该值，接收不到该信号。终端可连接k
i
个异构网络节点，包括地面节点与卫星节点，定义可连接的节点集合 为
34.通过查找星历信息以及地面基站位置覆盖信息，获得第i时隙的 各覆盖节点以及各节点的覆盖时长，即覆盖状态。可以此建立时间演 进图，表示终端在不同时间所覆盖的网络节点。其中的网络节点，可 以是卫星节点、临近空间节点和基站节点等。
35.若终端当前接入节点的覆盖时长小于时隙时长δt，则表明预测结 果为当前时隙内会出现切换，启动网络预切换流程；若终端当前接入 节点的覆盖时长大于时隙时长δt，则表明当前时隙内未出现切换，继 续监测，周期性更新时隙图，如图3所示。
36.可通过区域控制节点周期性更新当前时隙的时间演进图，从覆盖 时长的角度判定该时隙是否会发生切换，若预测结果表明不发生切换， 则保持当前网络连接，继续检测更新，若预测结果表明发生切换，则 触发网络切换模块中的网络预切换子模块。预设切换条件，可以根据 用户业务的qos需求设置，如满足切换延迟最小的时间或位置时进 行切换。作为可选的一种较优方案，可以最大化累积信道质量为目标， 确定最佳切换时间进行切换，下述实施例会具体说明。
37.另一方面，设置在终端节点的终端检测模块，通过周期性监测当 前通信链路的状态，获取相关信息，根据预设的阈值判定算法链路是 否出现故障，若出现故障，则启动网络端检测模块检测和终端节点自 检测，若未出现故障，则持续监测。其中，网络信息数据库是
如sdn 技术部署各网络节点的相互协作，统一维护的数据库，并非实现本申 请技术方案的必需内容。
38.网络端检测模块，根据接入该终端节点的用户信息获取到该节点 中用户正常通信的信息，根据预设的阈值从网络端判定链路是否出现 故障，若出现故障，首先进行网络节点自检，自动判定是否可通过更 换网络节点的板卡或清除堆积数据来实现恢复，若可恢复，则自动进 行恢复，若不可恢复，则启动网络切换模块进行网络预切换，以及网 络补偿模块进行网络补偿；若判定未出现故障，则等待终端的修复。
39.本实施例提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，通过时隙 内终端接入节点的覆盖时长与时隙时进行比较，预测网络节点发生中 断的可能性，及时触发网络预切换，可提前与预测切换的节点进行握 手，实现资源预留，有效保证了终端用户通信的连续性。另一方面， 采用了双端检测，以及网络补偿与切换准备并行的方案，保证了通信 的连续性，大大减小网络恢复时延。
40.在一个实施例中，所述终端检测模块具体用于，周期性检测链路 质量指标值，且检测到链路质量指标值小于预设阈值后，向网络端检 测模块发送异常检测结果，同时启动终端自检测，用于排除自身故障。
41.检测链路质量指标值的一种实施方式如下：
42.将某一时刻的可靠传输概率定义为该时刻的信噪比大于阈值κ 的概率，由于终端的运动轨迹可预测，因此，设t0时刻，终端处于两 个网络节点υ
p
、υ
q
重覆盖区，即τs
q
≤t0≤τe
p
，依据全网卫星分布图，选 择距离t0时刻终端位置周围前近的用户，从网络信息数据库中提取 出其连接到υ
p
、υ
q
的通信链路的信噪比sinr，将前近的用户的sinr 作为终端t0时刻连入υ
p
或υ
q
的链路信噪比sinr的预测值，即 43.终端在行进过程中，对当前连接网络的链路通信质量进行周期性 实时监测，包含接收信号强度的绝对值(rsrp)i
rsrp
(t)，在参考信号 信道上测量的信噪比(rs
‑
sinr)i
rs
‑
sinr
(t)以及终端与当前连接的网 络节点端到端通信时延信息i
delay
(t)，基于通信业务的特性，对上述通 信指标的重要程度设置不同的权重，分别表示为α
rsrp
，α
rs
‑
sinr
，α
delay
， 计算当前时刻通信质量的参考值 r(t)＝i
rsrp
(t)α
rsrp
+i
rs
‑
sinr
(t)α
rs
‑
sinr
+i
delay
(t)α
delay
，设定终端判定阈值r
min
， 当r(t)＜r
min
时，则认为网络质量差，发生中断，停止相关参数的上传， 区域控制端设置有定时器，当终端未能及时上传相关信息至网络信息 数据库，则触发网络端中断监测和终端设备自检，当r(t)≥r
min
时，则 表示当前无异常，持续上报通信质量相关指标信息，包含用户终端与 所有相邻小区的信息，同时对相关指标信息进行持续监测。
44.在一个实施例中，所述网络端检测模块，具体用于：接收终端发 送的网络异常结果；根据预设条件判断所述终端是否为网络中断，若 为网络中断，则触发网络补偿模块进行网络补偿，同时触发网络切换 模块进行网络预切换准备。
45.图4是本发明提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统的流 程示意图，如图4所示，采用双端检测、网络预测、边补偿边切换的 流程，通过自动检测、参数调整与优化来快速诊断并修复网络故障、 提升网络性能。本发明将自治愈技术总流程分为时间触发与事件触发 两个部分。时间触发部分主要是检测部分与预测部分组成：终端检测 部分是由终
端周期性检测链路状态并上报测量报告，通过分析测量结 果判定网络故障与否，从而触发终端设备自检与网络端检测，网络端 检测基于所有测量报告进一步确定网络是否出现不可修复的问题，从 而触发网络补偿、激活网络预切换步骤；此外，网络端周期性根据终 端速度与网络节点分布状态建立时间演进图，预测当前周期内是否需 要进行网络切换从而触发网络预切换。事件触发部分主要是网络补偿 部分、网络预切换部分以及网络切换部分：网络补偿部分是由网络检 测部分触发，通过调整周围网络节点的参数，尽量补偿网络故障产生 的影响；网络预切换可由网络检测部分或网络切换预测部分触发，更 新时间演进图，获取最佳切换节点，提前预留切换节点的信道资源， 等待切换；网络切换部分由网络补偿部分触发，当补偿效果不佳时， 启动网络切换。
46.检测部分包含由时间周期性触发的终端自检测，一旦检测出异常 或中断，则终端上报告警信息，触发网络端检测，可参见图5，对应 信令如下：
47.[步骤1.1]终端检测模块对当前通信链路进行周期性监控，并通过 阈值判断其是否达到网络端检测的触发条件，若达到网络端检测的触 发条件，同时触发步骤2.2、2.3，若未达到网络端检测的触发条件， 则启动步骤2.1。
[0048]
[步骤2.1]若未达到网络端检测的触发条件，则终端上传测量报告， 报告内容包括服务节点以及相邻节点的通信指标测量信息。
[0049]
[步骤2.2]若达到网络端检测的触发条件，则触发终端设备故障 自检测。
[0050]
[步骤2.3]若达到网络端检测的触发条件，同时触发区域控制节点 进行网络端中断检测，通过内置算法判断是否出现网络中断，若判定 结果表明出现网络中断，通过步骤3.1向源节点发送网络节点自检查 命令，启动步骤4.1，若判定结果表明未出现中断，则返回步骤1.1。
[0051]
[步骤3.1]由区域控制节点向源节点下发网络自检命令，触发步 骤4.1，进行源节点设备的自检查。
[0052]
[步骤4.1]源节点进行通信设备自检查，判断是否可以通过切换设 备或清除缓存数据进行直接恢复，若不能直接恢复，则触发步骤5.1， 若可直接恢复，则实施恢复，并保持当前网络连接模式。
[0053]
[步骤5.1]源节点向控制器节点发送不可恢复信息，触发步骤6.1.
[0054]
双重中断检测具体流程如下：
[0055]
(1)终端节点通过周期性监测当前通信链路的状态，获取相关 信息，根据预设的阈值判定算法链路是否出现故障，若出现故障，则 启动网络端中断检测(2)和终端节点自检测，若未出现故障，则持 续监测。
[0056]
(2)从接入该节点的用户信息获取到该节点中用户正常通信的 比值，根据预设的阈值从网络端判定链路是否出现故障，若出现故障， 首先进行网络节点自检，自动判定是否可通过更换网络节点的板卡或 清除堆积数据来实现恢复，若可恢复，则自动进行恢复，若不可恢复， 则启动网络预切换与网络补偿；若判定未出现故障，则等待终端的修 复。
[0057]
网络侧实施预切换与网络补偿，对应信令如下。
[0058]
[步骤6.1]控制器节点做出最优切换与补偿决策。
[0059]
[步骤7.1]控制器节点依据做出的决策向补偿节点发送补偿请求。
[0060]
[步骤8.1]控制器节点依据做出的决策向切换节点发送切换请求。
[0061]
[步骤8.2]补偿节点实施网络补偿措施，弥补由源节点中断造成的 覆盖空洞等影响。
[0062]
[步骤9.1]补偿节点修改参数，并告知控制器节点。
[0063]
[步骤9.2]切换节点为终端预留网络资源，并告知控制器节点。
[0064]
[步骤9.3]控制器节点对补偿结果进行判定，若终端的通信链路可 恢复，则保持参数的修改，若终端的通信链路不可恢复，则启动步骤 11.1，进行补偿节点的参数恢复。
[0065]
本发明实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，能够在网 络通信质量不佳时，快速准确的检测网络节点是否发生中断并及时触 发网络补偿和切换以缓解网络性能恶化，保证了终端用户通信的连续 性，大大减小网络恢复时延。
[0066]
在一个实施例中，所述切换模块，具体用于：根据终端在每个时 隙的运动速度和方向，以及各覆盖节点的分布，建立时间演进图；确 定待切换时隙的网络节点和连接弧，根据不同连接弧的预设权重，基 于最小路径法获得切换路径的预测结果；对于每次切换，以最大化累 积信道质量为目标，确定切换时间,作为所述预设切换条件；其中， 所述连接弧为终端路径在两节点覆盖重叠区域的部分。
[0067]
如图6所示，可将网络预切换分为两个部分，首先基于大时隙做 出切换路径预测，其次基于小时隙做出最佳切换时间预测。最大化累 积信道质量(信噪比)。
[0068]
如图7所示，在多维复杂网络中，由于低轨卫星运转速度快，对 于一般中高速终端节点，其覆盖时长约在5
‑
6分钟左右，而地面基站 的覆盖时长则不到1分钟，为避免正在进行的主动通信中断，需要提 前预知由于单一小区范围有限造成的网络切换，及时预测出最优切换 节点，提前预留资源准备切换，因此，在已知终端运行状况以及周边 节点分布状态的条件下，考虑建立时间演进图，将最优切换节点的选 择简化为利用时间演进图的方法预测多维复杂网络中切换路径以及 最佳切换时刻。
[0069]
第i个时隙中，通过查找卫星星历以及地面基站分布可得到该时 隙中，终端可接入的节点集每个节点对应着一 段覆盖时长τ
k
＝(τs
k
,τe
k
)，对于节点p与节点q，若τs
p
≤τs
q
≤τe
p
，则两节 点之间存在一段联通弧，即终端可实现从节点p到节点q的无缝切换， 由此，可建立弧集终端的切换需要考虑多维 因素，考虑建立弧上的权重集
[0070]
切换预测的周期与时隙相同，假设某时隙目前终端连接的网络节 点为υ
u
，时间演进图如图8所示，通过时间演进图获取υ
u
节点该时隙 最大覆盖时长τe
u
‑
τs
u
，若当前时隙τe
u
‑
τs
u
≤δt，则表明所在的时隙将会 出现切换，需要及时触发网络预切换，提前预留资源，否则，持续执 行切换预测，按周期更新时间演进图，并将时间演进图存放至网络信 息数据库中。
[0071]
首先，判断触发预切换机制的来源，若是根据当前时隙内终端接 入节点的覆盖时长小于时隙时长而确定切换，则执行a机制，若是 由网络中断检测触发切换，则执行b机制。
[0072]
a机制：首先利用迪杰斯特拉算法广度优先遍历来获取第i时隙 图内的最短切换路径该时隙需要进行的切换次数为 o
n
‑
1，对于其中第j次切换，需要进
一步确定具体的切换时间如 图9所示，将可切换时间段的预测sinr以δt
ho
时间进行抽样，为了 使得整个切换中累积通信链路可靠性概率最大化，即每次节点覆盖的 时间重叠区中的累积sinr最高，本发明设计了优化问题nr最高，本发明设计了优化问题其 中可通过迭代算法进行求解。
[0073]
预测具体切换时间的步骤举例如下：
[0074][0075][0076]
b机制：若在t时刻，网络端检测表明该节点出现问题，以该节 点为起点，截取时间演进图，则基于截取后的时间演进图，执行a 机制。
[0077]
根据切换路径提前与切换节点握手，预留切换资源。第i时隙内 具体切换时间如图9所示。
[0078]
在一个实施例中，所述网络补偿模块，具体用于：接收到网络端 检测模块的检测结果后，根据终端周围网络节点的状态，调整网络配 置参数，以补偿终端所属小区中断带来的影响。
[0079]
其中，网络补偿模块，具体用于：根据各网络节点的位置，筛选 出当前节点周围临近而非重覆盖的网络节点集合；根据集合中节点反 馈回的信道质量指示，选择最优节点，调整网络配置参数，接入移动 终端。
[0080]
根据各网络节点的位置，筛选出当前节点周围临近而非重覆盖的 网络节点集合，根据中断针对上述节点反馈回的信道质量指示 (channel quality indication，cqi)，选择最优节点接入，逐步调整网 络节点的发射功率，评估补偿结果，若补偿结果不佳，则基于网络预 切换结果实施网络切换。
[0081]
当网络端检测出中断结果时，假设中断节点为υ
o
，根据网络信息 数据库，可筛选
出周围临近而非重覆盖的n”个网络节点集合控制器根据终端对上述节点反馈回的cqi， 选择最优的节点接入，若该节点已达到最大连接数，无空闲信道，则 选择次优的节点接入，逐步调整节点的发射功率，若补偿结果未达到 终端的速率需求，则恢复网络节点的初始发射功率，同时依据网络预 切换机制得到的切换节点与切换时间进行切换，若补偿结果达到要求， 则更新网络状态以及时间演进图，登记修改的参数，同时将终端检测 以及网络切换预测的计时器恢复为0，重新进行自治愈流程。
[0082]
三、网络切换，具体信令如下：
[0083]
[步骤10.1]控制节点通知源节点即将进行切换。
[0084]
[步骤11.1]控制节点通知补偿节点进行参数的恢复。
[0085]
[步骤11.2]源节点向控制节点转发传输状态，例如已完成传输的 数据序号和未完成传输的数据序号等等。
[0086]
[步骤11.3]控制器节点下发rrc连接重配置消息给终端，命令终 端执行切换。
[0087]
[步骤12.1]控制器节点向切换节点转发终端数据传输状态。
[0088]
[步骤12.2]终端向切换节点发送指示表明已切换成功。
[0089]
[步骤13.1]切换节点通知控制节点：终端的接入节点已经改变。
[0090]
[步骤14.1]控制节点触发源节点释放资源。
[0091]
[步骤14.2]源节点释放资源完毕。
[0092]
在一个实施例中，所述网络切换预测模块，根据高斯
‑
马尔可夫 模型，确定终端在每个时隙内的运动速度和方向。
[0093]
考虑使用高斯马尔可夫模型来描述终端的运动，假设v
i
和θ
i
为第i 个时隙终端的运动速度和方向，其表达式如下：
[0094][0095][0096]
其中分别代表终端运动过程中的平均速度和角度，{δ
i
‑1}和 {γ
i
‑1}分别服从均值为0、方差为1的高斯分布，可以通过调整参数α和 v1、θ1来区分终端运动情况：当终端高速定向运动时，α为1；当随 机游走时，α为0；当终端静止时，α为1，且v1和θ1均为0，根据每 一时隙终端的运动速度和运动方向，可获得地心赤道惯性坐标系中第 i时隙中终端t时刻所处的地理位置：
[0097]
x
i,t
＝x
i
‑1+v
i
·
t
·
cosθ
i
[0098]
y
i,t
＝y
i
‑1+v
i
·
t
·
sinθ
i
[0099]
在一个实施例中，所述网络端检测模块具体用于：确定本小区邻 近的多个用户，提取用户对本小区的接收信号强度，若用户对应被检 测小区的rsrp存储值小于预设阈值，将中断计数增加1，否则将非 中断计数增加1；根据中断计数和非中断计数确定中断用户的比例， 若中断用户比例大于预设阈值，则判定该网络发生中断。
[0100]
区域内控制器从网络信息数据库中获取该区域内所有终端用户 上传的历史数据和相邻小区的信息，筛选出距离该小区较近的一些用 户，提取用户对该小区的接收信号强度，设立中断计数l1与非中断计 数l2，当用户对应被检测小区的rsrp存储值为0或为空时，
将中断 计数l1增加1，否则将非中断计数l2增加1，最后，获取中断用户数的 比例设定判定阈值η，若则判定该网络发生中断，启 动小区内通信设备的自检，判定该类情况是否可以通过更换小区网络 的备用板卡等直接恢复故障的手段进行恢复，若可以，则直接恢复， 否则，启动网络补偿与网络预切换措施，若则判定该网络未 出现故障，保持该网络的连接模式，等待终端的自检与修复结果。
[0101]
在一个实施例中，所述预设权重，根据卫星节点仰角大小或多模 网络节点的距离远近、覆盖时长、节点负载大小以及资源开销大小确 定。
[0102]
其中，本技术应用于地面基站、卫星网络节点、飞行器网络节点 等多模节点构成的多模网络，多模网络节点为包括地面基站、卫星网 络节点、飞行器网络节点等在内的网络节点。
[0103]
上述连接弧上的权重集分别由以下因 素组成：
[0104]
强度因素，为保证通信链路的可靠性，因此倾向于仰角大的卫星 节点或者距离较近的地面基站节点：
[0105][0106]
时间因素，为保证较少的切换次数，倾向于选择覆盖时长较长的 节点：
[0107][0108]
空闲信道因素，也称负载因素，倾向于选择负载较轻的节点实施 切换：
[0109][0110]
开销因素，为节约系统能力，偏向于选择开销较少的切换路径：
[0111][0112]
因此，总权重定义为其中α1，α2， α3，α4为各权重的重要程度，可根据业务的需求调整不同的切换准则。
[0113]
本发明实施例，考虑到通信系统中存在多种时延敏感性业务，为 减少快速无缝切换的切换时延，本发明综合考虑了各网络节点覆盖时 长、网络切换开销、接收信号强度等方面，并根据不同类型节点的通 信业务需求适当调整各因素的权重。
[0114]
在一个实施例中，所述网络切换模块还用于，在切换之前与将要 切换的网络节点进行握手，以预留信道资源。具体可请参见上述实施 例。
[0115]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解 到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然 也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现 有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软 件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光 盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机， 服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所 述的方法。
[0116]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领 域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技 术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修 改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的精神和范围。