一种基于4G/5G-北斗的自适应通信方法与系统与流程

本发明属于通信，特别是一种基于4g/5g-北斗的自适应通信方法与系统。

背景技术：

1、由于4g/5g通信基础设施建设的投入较大，实现全地域覆盖的性价比相对较低，尤其是地广人稀的偏远地区。因此用户设备在上述地区若仍使用单一的4g/5g通信模式将无法满足通信需求，所以需要用户设备可同时支持4g/5g通信模式和北斗通信模式，实现与目标设备的信息传输。

2、如图1所示，基于上述的需求，现有的通信方案如下：

3、1)通信终端内置4g/5g模块实现4g/5g通信，通信终端与用户设备通过以太网有线连接传输数据，同时用户设备与目标设备安装通信软件实现业务数据的交互；

4、2)若通信终端所在的地区无4g/5g网络的覆盖，因此需要用户设备内置北斗通信模块使其与目标设备进行基于北斗卫星的通信；

5、3)在实施基于北斗的通信时，用户将通信软件切换至北斗通信模式，将业务数据封装为北斗短报文通过北斗通信模块发出。

6、现有方案存在问题如下：

7、1)4g/5g模块安装在通信终端，用户设备无法知悉目前的4g/5g网络现状；

8、2)不同种类的用户设备硬件架构不同，在其现有硬件架构基础上内置北斗通信模块实施过程复杂；

9、3)需要用户手动选择通信软件的通信模式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于4g/5g-北斗的自适应通信方法与系统，解决用户设备实现多模式通信的现有技术的缺点，旨在不对用户设备进行硬件改造的前提下，解决通信系统如何根据实际的通信环境选择合适的通信方式进行业务数据交互的问题，以实现用户无感的4g/5g-北斗自适应通信。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一方面，提供了一种基于4g/5g-北斗的自适应通信系统，所述系统包括：

3、支持4g/5g-北斗多通信模式并安装功能应用的通信终端，通过功能应用根据当前的通信环境选择适配的通信模式；

4、安装通信软件的用户设备，通过通信软件进行业务数据的收发；

5、所述通信终端与所述用户设备通过以太网有线连接传输数据。

6、进一步地，所述功能应用的功能项包括：

7、1)负责北斗通信模块与用户设备间业务数据的转发；

8、2)4g/5g网络状态与北斗通信网络状态的检测；

9、3)通信终端通信链路的管理；

10、4)通信软件用户id与其端口号，以及用户设备ip映射关系的存储与查询；

11、5)将当前通信网络状态、通信终端ip和功能应用端口号通过ip广播报文发至用户设备以支持建立通信软件至功能应用的tcp/ip连接。

12、进一步地，所述通信软件包括三种运行模式：

13、1)4g/5g模式：用户设备通信软件与目标设备通信软件建立tcp/ip连接；

14、2)北斗模式：通信软件根据来自通信终端的广播报文中的内容，与通信终端功能应用建立tcp/ip连接；

15、3)idle模式：既无4g/5g网络，也无北斗网络覆盖，通信软件停止数据传输；

16、通信软件基于通信终端反馈的当前通信网络状态，切换至适配的运行模式。

17、另一方面，提供了一种基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，所述方法包括以下过程：

18、所述通信终端的功能应用根据4g/5g模块与北斗通信模块反馈的信号信息，且根据预先确定的规则并基于各模块反馈信号信息对当前4g/5g网络状态和北斗通信网络状态进行判断，然后将判断结果告知用户设备；

19、若功能应用判断当前有4g/5g网络覆盖，则启用4g/5g链路，关闭北斗链路，用户设备进入4g/5g模式，通过通信终端直接与目标设备通信；

20、若功能应用判断当前无4g/5g网络覆盖但有北斗通信网络覆盖，则启用北斗链路、关闭4g/5g链路，用户设备进入北斗模式，即先与通信终端建立通信，再由通信终端通过北斗通信模块与目标设备通信；

21、若功能应用判断当前两种通信网络均无覆盖，则通信终端与用户设备停止数据传输。

22、进一步地，所述通信终端的功能应用将网络状态判断结果、通信终端ip和功能应用端口号以ip广播报文的格式发送至用户设备。

23、进一步地，所述通信终端的功能应用通过启用或禁用4g/5g模块和北斗通信模块的方式，实现4g/5g通信链路或北斗通信链路的开启与关闭。

24、进一步地，若功能应用判断当前有4g/5g网络覆盖，用户设备通信软件在接收到对应的广播报文后，首先进入4g/5g模式，然后可直接通过通信终端中的通信网关与目标设备建立tcp/ip连接进而实现与目标设备的通信。

25、若功能应用判断当前无4g/5g网络覆盖但有北斗通信网络覆盖，用户设备通信软件在接收到对应的广播报文后，首先进入北斗模式，然后根据广播报文中通信终端ip与功能应用端口号与功能应用建立tcp/ip连接。

26、进一步地，用户设备通信软件与通信终端功能应用建立tcp/ip连接后，通信软件先将业务数据发送至功能应用，功能应用在接收到业务数据后再转发至北斗通信模块发出，或者功能应用先从北斗通信模块接收到业务数据后再基于tcp/ip连接发送至通信软件。

27、进一步地，当通信终端连接多台用户设备时，在各用户设备通信软件与通信终端功能应用建立tcp/ip连接后，功能应用对每个tcp/ip连接信息进行存储；

28、存储的每个tcp/ip连接信息包括：

29、1)通信软件的用户id；

30、2)用户设备的ip；

31、3)通信软件的端口号；

32、功能应用对上述三个信息形成一一对应的映射关系并保存。

33、进一步地，当多台用户设备接收数据，功能应用从北斗通信模块接收到业务数据时，根据业务数据中通信软件的用户id信息查询对应的用户设备ip及通信软件端口号，再基于对应的tcp/ip连接将业务数据转发至对应的用户设备。

34、进一步地，若功能应用判断当前两种通信网络均无覆盖，用户设备通信软件在接收到对应的广播报文后，进入idle模式

35、本发明与现有技术相比，其显著优点为：

36、1)提供了一种支持多种通信模式的通信终端，避免了对用户设备硬件的改装，节省成本。

37、2)提供了一种多模式通信终端与用户设备间的自适应通信方法，改善用户的使用体验感以及减少用户操作，提升用户的使用效率。

38、下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

技术特征：

1.一种基于4g/5g-北斗的自适应通信系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信系统，其特征在于，所述功能应用的功能项包括：

3.根据权利要求1所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信系统，其特征在于，所述通信软件包括三种运行模式：

4.基于权利要求1至3任意一项所述系统的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：

5.根据权利要求4所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，所述通信终端的功能应用将网络状态判断结果、通信终端ip和功能应用端口号以ip广播报文的格式发送至用户设备。

6.根据权利要求4所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，所述通信终端的功能应用通过启用或禁用4g/5g模块和北斗通信模块的方式，实现4g/5g通信链路或北斗通信链路的开启与关闭。

7.根据权利要求4所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，用户设备通信软件与通信终端功能应用建立tcp/ip连接后，通信软件先将业务数据发送至功能应用，功能应用在接收到业务数据后再转发至北斗通信模块发出，或者功能应用先从北斗通信模块接收到业务数据后再基于tcp/ip连接发送至通信软件。

8.根据权利要求4所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，当通信终端连接多台用户设备时，在各用户设备通信软件与通信终端功能应用建立tcp/ip连接后，功能应用对每个tcp/ip连接信息进行存储；

9.根据权利要求4所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，当多台用户设备接收数据，功能应用从北斗通信模块接收到业务数据时，根据业务数据中通信软件的用户id信息查询对应的用户设备ip及通信软件端口号，再基于对应的tcp/ip连接将业务数据转发至对应的用户设备。

10.根据权利要求4所述的基于4g/5g-北斗的自适应通信方法，其特征在于，若功能应用判断当前两种通信网络均无覆盖，用户设备通信软件在接收到对应的广播报文后，进入idle模式。

技术总结
本发明公开了一种基于4G/5G‑北斗的自适应通信方法与系统，系统包括：支持4G/5G‑北斗多通信模式并安装功能应用的通信终端，通过功能应用根据当前的通信环境选择适配的通信模式；安装通信软件的用户设备，通过通信软件进行业务数据的收发；所述通信终端与所述用户设备通过以太网有线连接传输数据。本发明能够在实现4G/5G‑北斗多模式通信的同时，保证用户使用通信软件收发信息时只需关注信息的发送和读取，无需关心通信模式的选择，为用户设备全地域通信提供有力支撑。

技术研发人员：陈廉正阳,王钧,陈彦璋,金鹏飞
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14