一種通信系統和通信方法與流程
2023-09-20 16:36:45
【技術領域】
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種通信系統和通信方法。
背景技術：
在用戶乘坐交通工具時，如火車，用戶設備可以通過基站與對應的運營商網絡進行連接，在用戶設備與運營商網路建立通信連接後，用戶設備可以與運營商網絡進行數據交互，通常用戶設備只可以與一個運營商的網絡建立通信連接，當在某一區域內沒有建立與該運營商網絡對應的基站時，或者該運營商網絡對應的基站在某一區域內為信號盲區時，用戶設備與該運營商網絡則無法進行數據交互，因此，現有技術中用戶設備進行數據交互時的可靠性較低。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明實施例提供了一種通信系統和通信方法，用以解決現有技術中用戶設備進行數據交互時可靠性較低的問題。
一方面，本發明實施例提供了一種通信系統，所述通信系統包括：
車載伺服器，接入點設備和通信模塊；
所述車載伺服器分別與所述接入點設備和所述通信模塊連接；
一個所述通信模塊與至少兩個運營商網絡連接。
可選地，所述通信模塊包括：
與運營商網絡個數相同數量的承載板；
與運營商網絡個數相同數量的通用串行總線集線器usbhub，一個usbhub上設置在一個承載板上，每個usbhub包括至少一個通用串行總線usb擴展口；
與usb擴展口相同數量的第四代通訊技術4g模塊，一個4g模塊與一個usb擴展口連接；
與usb擴展口相同數量的客戶識別模塊sim卡，不同運營商網絡對應的sim卡的數目相同；
電源，所述電源與所述承載板連接。
可選地，所述電源的輸出電壓為直流電壓，所述電源的輸出電壓為5v。
可選地，所述承載板包括直流轉直流dc/dc轉換器，所述dc/dc轉換器分別與所述電源和所述usbhub連接，所述dc/dc轉換器能夠將5v直流電壓轉換為3.3v直流電壓。
另一方面，本發明實施例提供了一種通信方法，應用於上述通信系統中，所述方法包括：
通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接，以接入對應的運營商網絡；
伺服器檢測不同通信連接上的數據負載，以獲取不同通信連接上的數據負載量；
所述伺服器根據建立的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，在不同的通信連接中進行負載均衡處理。
可選地，所述伺服器根據建立的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，在不同的通信連接中進行負載均衡處理，包括：
所述伺服器根據建立的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，對所述伺服器中存儲的路由表進行調整；
所述伺服器根據調整後的路由表，在不同的通信連接中進行負載均衡處理。
可選地，所述方法還包括：
所述通信模塊啟動檢測線程；
所述通信模塊按照預設周期檢測，檢測不同通信連接的通斷狀態；
當其中一個通信連接為斷開時，所述通信模塊根據該通信連接對應的sim卡中的sim信息，向對應的運營商網絡發起通信連接建立請求。
可選地，所述方法還包括：
當該通信連接未建立成功時，所述伺服器根據不同通信連接上的數據負載量和當前剩餘的通信連接的數量，在當前剩餘的通信連接進行負載均衡處理。
可選地，所述伺服器根據不同通信連接上的數據負載量和當前剩餘的通信連接的數量，在當前剩餘的通信連接進行負載均衡處理，包括：
所述伺服器根據當前剩餘的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，對路由表進行調整；
所述伺服器根據調整後的路由表，在當前剩餘的通信連接的數量中進行負載均衡處理。
可選地，所述方法還包括：
所述通信模塊檢測不同通信連接的信號強度或信噪比；
所述通信模塊將獲得的不同通信連接的信號強度或信噪比發送給所述伺服器；
所述伺服器判斷不同通信連接的信號強度是否低於第一閾值或不同通信連接的信噪比是否高於第二閾值；
當其中一條通信連接的信號強度低於第一閾值或其中一條通信連接的信噪比高於第二閾值，所述伺服器將該條通信連接上的數據負載分配到其他通信連接上。
上述技術方案中的一個技術方案具有如下有益效果：
在本發明實施例中，通信系統包括車載伺服器，接入點設備和通信模塊，其中，車載伺服器分別與接入點設備和通信模塊連接；且一個通信模塊與至少兩個運營商網絡連接，由於通信模塊能夠與至少兩個運營商網絡建立通信連接，在用戶設備通過接入點設備與該通信系統建立通信連接後，當其中一個運營商網絡在某一區域內沒有建立基站時，或者，當其中一個運營商網絡對應的基站在某一區域內存在信號盲區時，該通信系統還可以與另一個運營商網絡進行數據交互，從而使得該用戶設備仍然可以進行數據交互，進而保證了用戶設備在進行數據交互時的可靠性。
【附圖說明】
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種通信系統的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的一種通信模塊的結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的一種通信方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
為了更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。
應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明實施例中使用的術語是僅僅出於描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發明。在本發明實施例和所附權利要求書中所使用的單數形式的「一種」、「所述」和「該」也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。
取決於語境，如在此所使用的詞語「如果」可以被解釋成為「在……時」或「當……時」或「響應於確定」或「響應於檢測」。類似地，取決於語境，短語「如果確定」或「如果檢測(陳述的條件或事件)」可以被解釋成為「當確定時」或「響應於確定」或「當檢測(陳述的條件或事件)時」或「響應於檢測(陳述的條件或事件)」。
實施例一
本發明實施例提供了一種通信系統，如圖1所示，該通信系統包括：
車載伺服器11，接入點設備12和通信模塊13；
車載伺服器11分別與接入點設備12和通信模塊13連接；
一個通信模塊13與至少兩個運營商網絡連接。
具體的，用戶設備可以與接入點設備建立通信連接，在用戶設備與接入點設備建立通信連接後，用戶設備可以將數據傳輸給接入點設備，然後接入點設備將數據傳輸給車載伺服器，車載伺服器將該數據傳輸給通信模塊，由於通信模塊與至少兩個運營商網絡建立通信連接，通信模塊可以按照運營商網絡的優先級，將該數據發送給優先級較高的運營商網絡，當其中一個運營商網絡在某一區域內沒有建立基站時，或者，當其中一個運營商網絡對應的基站在某一區域內存在信號盲區時，該通信系統還可以與另一個運營商網絡進行數據交互，從而使得該用戶設備仍然可以進行數據交互，進而保證了用戶設備在進行數據交互時的可靠性。
例如，在用戶乘坐交通工具時，如高鐵動車組，由於高鐵動車組運行線路具有線長、點多、地勢險等特點，當高鐵動車組進入某一運營商網絡的通訊信號盲區或者某一運營商沒有建立基站的區域時，該運營商網絡對應的用戶設備則無法與運營商網絡進行數據交互，影響用戶體驗，在本發明實施例中，用戶設備可以與接入點設備建立通信連接，並可以通過該通信連接向接入點設備發送數據，在接入點設備接收到數據後，可以通過車載伺服器將該數據發送給通信模塊，由於該通信模塊可以與至少兩個運營商網絡建立通信連接，因此，高鐵動車組在進入某一運營商網絡的通訊信號盲區或者某一運營商沒有建立基站的區域時，通信模塊還可以與另一個運營商網絡保持通信連接，通信模塊可以將該數據傳輸給該另一個運營商網絡，並且通信模塊還可以接收該另一個運營商網絡返回的數據，並通過車載伺服器和接入點設備將返回的數據發送給該用戶設備，進而保證用戶設備進行數據交互時的可靠性。
可選地，如圖2所示，通信模塊13包括：與運營商網絡個數相同數量的承載板131；與運營商網絡個數相同數量的usbhub(universalserialbushub，通用串行總線集線器)132，一個usbhub132上設置在一個承載板131上，每個usbhub132包括至少一個usb(universalserialbus，通用串行總線)擴展口133；與usb擴展口133相同數量的4g(the4generationmobilecommunicationtechnology，第四代通訊技術)模塊134，一個4g模塊134與一個usb擴展口133連接；與usb擴展口133相同數量的sim(subscriberidentitymodule，客戶識別模塊)卡135，不同運營商網絡對應的sim卡135的數目相同；電源136，電源136與承載板131連接。
具體的，如圖2所示，通信模塊可以利用sim卡中的sim信息與對應的運營商建立通信連接，由於通信模塊中包括至少兩個運營商網絡對應的sim信息，因此通信模塊可以利用這兩種sim信息與兩個運營商網絡建立通信連接，並且，由於該通信模塊中包括四個sim卡，其中兩個對應一個運營商網絡，另外兩個對應另一個運營商網絡，因此，通信模塊可以與一個運營商網絡建立兩條通信連接，實現帶寬匯聚功能，增大對應運營商網絡的接入帶塊，使得用戶設備與對應運營商網絡的數據交互速度更快，進而提升了用戶的體驗。
例如，通信模塊可以通過sim信息與對應運營商網絡的3g網絡或4g網絡建立通信連接，當運營商網絡包括3個時，通信模塊中包括3種sim卡，每種sim卡包括3張，因此通信模塊可以與3個運營商網絡建立9條通信連接，每個運營商網絡與通信模塊建立3條通信連接，從而保證每個運營商的接入帶寬，用戶設備與對應運營商網絡的數據交互速度更快，進而提升了用戶的體驗，並且運營商網絡可以根據自身的網絡質量進行3g網絡各4g網絡之間的網絡切換。
可選地，電源的輸出電壓為直流電壓，電源的輸出電壓為5v。
可選地，承載板包括直流轉直流dc/dc轉換器，dc/dc轉換器分別與電源和usbhub連接，dc/dc轉換器能夠將5v直流電壓轉換為3.3v直流電壓。
具體的，由於電源的輸出電壓為5v為，而usbhub的工作電壓為3.3v，因此需要在承載板中增加dc/dc轉換器，將5v直流電壓轉換為3.3v直流電壓，以供usbhub使用。
實施例二
本發明實施例提供了一種通信方法，如圖3所示，應用於上述的通信系統中，該方法包括：
301、通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接，以接入對應的運營商網絡。
詳細解釋在上述有詳細說明在此不再一一贅述。由於用戶設備可以與該通信系統建立連接，而該通信系統中的通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接，因此，當其中一個運營商網絡在某一區域內沒有建立基站時，或者，當其中一個運營商網絡對應的基站在某一區域內存在信號盲區時，該通信系統還可以與另一個運營商網絡進行數據交互，從而使得該用戶設備仍然可以進行數據交互，進而保證了用戶設備在進行數據交互時的可靠性。
302、伺服器檢測不同通信連接上的數據負載，以獲取不同通信連接上的數據負載量。
具體的，在該通信系統與運營商網絡建立通信連接後，不同的通信連接上的數據負載量不同，通過檢測對應的通信連接，可以獲取該通信連接上的數據負載量。
303、所述伺服器根據建立的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，在不同的通信連接中進行負載均衡處理。
具體的，為了保證每條通信連接上的數據負載基本相同，使得每條通信連接保持相對較高的傳輸速度，在獲取不同通信連接的數據負載量後，再根據建立的通信連接的數量，在不同的通信連接中進行負載均衡，使每條通信連接中的數據負載基本相同，保證每條通信連接的數據負載量相對較小，例如，通信連接的數據為三條，第一條通信連接的數據負載量為5，第一條通信連接的數據負載量為6，第三條通信連接的數據負載量為10，總的數據負載量為21，由於有三條通信連接，因此在進行負載均衡後，每條通信連接的數據負載量為7。
可選地，在對不同的通信連接進行負載均衡時，伺服器根據建立的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，對所述伺服器中存儲的路由表進行調整，然後，伺服器根據調整後的路由表，在不同的通信連接中進行負載均衡處理。
具體的，該通信系統在於運營商網絡進行數據交互時，是基於伺服器中的路由表進行的，即伺服器在接收到數據後，伺服器根據路由表將該數據發送到通信模塊對應的接口上，然後通信模塊通過對應的接口將數據發送到對應的通信連接，以傳輸到對應的運營商網絡中，在進行負載均衡時，需要對數據的傳輸路徑進行修改，因此需要對伺服器中的路由表進行修改，使通信模塊各接口接收到的數據負載量基本相同。
可選地，在通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接後，通信模塊啟動檢測線程；通信模塊按照預設周期檢測，檢測不同通信連接的通斷狀態；當其中一個通信連接為斷開時，通信模塊根據該通信連接對應的sim卡中的sim信息，向對應的運營商網絡發起通信連接建立請求。
具體的，在通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接後，為了保證數據傳輸的可靠性性，通信模塊啟動檢測線程，並按照預設周期檢測各通信連接的通斷狀態，在一個通信連接斷開後，該通信系統無法通過該通信連接將數據傳輸到對應的運營商網絡中，需要再次根據該通信連接對應的sim卡中的sim信息，向對應的運營商網絡發起通信連接建立請求，以再次建立通信連接，保證從該通信連接上傳輸的數據可以繼續傳輸到對應的運營商網絡中，從而提高了數據傳輸的可靠性。
可選地，在向對應的運營商網絡發起通信連接建立請求後，當該通信連接未建立成功時，伺服器根據不同通信連接上的數據負載量和當前剩餘的通信連接的數量，在當前剩餘的通信連接進行負載均衡處理。
具體的，由於某種原因，無法恢復該通信連接時，為了使通過該通信連接傳輸的數據能夠傳輸到運營商網絡中，保證用戶設備能夠繼續進行數據交互，需要將通過該條通信連接傳輸的數據，負載均衡到當前剩餘的通信連接上，具體的負載均衡處理方式與上述相同，在此不再詳細贅述。
在當前剩餘的通信連接進行負載均衡處理時，伺服器根據當前剩餘的通信連接的數量和不同通信連接上的數據負載量，對路由表進行調整；伺服器根據調整後的路由表，在當前剩餘的通信連接的數量中進行負載均衡處理。
具體的處理方式與上述相同，在此不再詳細贅述。
在通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接後，通信模塊檢測不同通信連接的信號強度或信噪比；通信模塊將獲得的不同通信連接的信號強度或信噪比發送給所述伺服器；伺服器判斷不同通信連接的信號強度是否低於第一閾值或不同通信連接的信噪比是否高於第二閾值；當其中一條通信連接的信號強度低於第一閾值或其中一條通信連接的信噪比高於第二閾值時，伺服器將該條通信連接上的數據負載分配到其他通信連接上。
具體的，為了保證數據傳輸的準確性，在通信模塊與不同運營商網絡建立對應個數的通信連接後，通信模塊檢測不同通信連接的信號強度或信噪比，並將不同通信連接的信號強度或信噪比發送給伺服器，伺服器判斷不同通信連接的信號強度的強弱和信噪比的高低，當信號強度較弱時，表示該通信連接的傳輸質量較差，當信噪比較高時，表示該通信連接受到的幹擾較強，因此，為了保證數據傳輸的準確性，當信號強度低於第一閾值或信噪比高於第二閾值時，表示該通信連接的不能保證傳輸數據時的準確性，因此需要將該通信連接上的數據負載分配到其他通信連接上，使得其他通信連接傳輸該通信連接對應的數據，保證數據傳輸的準確性，進一步的，伺服器在將該條通信連接對應的數據分配給其他通信連接時，伺服器根據其他通信連接的信號強度和信噪比的情況分配，例如，伺服器將數據分配到信號強度較高的通信連接上，或者，伺服器將數據分配到信噪比較低的通信連接上，或者，伺服器數據分配到信號強度在第一閾值之上，且信噪比在第二閾值之下的通信連接上，如果滿足上述條件的通信連接至少包括兩條，伺服器可以採用負載均衡的方式分配數據負載。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用硬體加軟體功能單元的形式實現。
上述以軟體功能單元的形式實現的集成的單元，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述軟體功能單元存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機裝置(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡裝置等)或處理器(processor)執行本發明各個實施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(read-onlymemory，rom)、隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。