本發(fā)明專利技術(shù)涉及5G通信模組技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組及其控制方法，包括用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的延遲、丟包率和帶寬等質(zhì)量參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊和控制模塊，所述控制模塊基于信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊檢測(cè)的質(zhì)量參數(shù)，本發(fā)明專利技術(shù)中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，利用智能算法提前判斷并選擇備用網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降前建立備用連接，并通過(guò)多路徑傳輸技術(shù)減少切換延遲和數(shù)據(jù)包丟失，確保工廠內(nèi)移動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)通信和操作穩(wěn)定性，這種方法有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，為智能工廠的高效運(yùn)營(yíng)提供了可靠的通信保障。
1、隨著工業(yè)4.0和智能制造的不斷推進(jìn)，工廠內(nèi)的自動(dòng)化和智能化水平顯著提升，各類移動(dòng)設(shè)備的廣泛應(yīng)用使得可靠的網(wǎng)絡(luò)連接成為生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵要素，傳統(tǒng)的工業(yè)無(wú)線通信系統(tǒng)存在著傳輸速率低、延遲高、易受干擾等問(wèn)題，已無(wú)法滿足現(xiàn)代智能工廠對(duì)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的要求，5g通信技術(shù)因其高速率、低延遲和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為工業(yè)無(wú)線通信的首選方案；
2、然而，在工廠內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用5g通信模組面臨著諸多挑戰(zhàn)，由于工廠環(huán)境復(fù)雜，信號(hào)遮擋和干擾問(wèn)題嚴(yán)重，單一的網(wǎng)絡(luò)連接難以保證設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定通信，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備在工廠內(nèi)移動(dòng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致通信中斷或延遲增加，影響設(shè)備的實(shí)時(shí)操作和數(shù)據(jù)傳輸；
3、為了應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一些網(wǎng)絡(luò)切換算法，旨在通過(guò)在不同網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行切換來(lái)保證通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性，然而，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)切換算法存在以下不足之處：
4、切換延遲較長(zhǎng)：現(xiàn)有算法往往在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量顯著下降甚至中斷后才進(jìn)行切換，導(dǎo)致切換過(guò)程中存在較長(zhǎng)的通信中斷時(shí)間；
5、數(shù)據(jù)包丟失：由于切換過(guò)程中無(wú)法保持連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸，導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)包在切換過(guò)程中丟失，影響通信質(zhì)量；
6、切換決策不夠智能：現(xiàn)有算法在切換決策過(guò)程中考慮的因素較為單一，無(wú)法全面評(píng)估當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的綜合質(zhì)量，導(dǎo)致切換決策不夠準(zhǔn)確；
r/>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組及其控制方法，以解決現(xiàn)有具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組使用的網(wǎng)絡(luò)切換算法切換延遲較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)包丟失和切換決策不夠智能的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組及其控制方法，包括用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的延遲、丟包率和帶寬等質(zhì)量參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊和控制模塊，所述控制模塊基于信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊檢測(cè)的質(zhì)量參數(shù)，執(zhí)行以下步驟：
4、ⅰ.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量；ⅱ.根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，提前判斷并選擇備用網(wǎng)絡(luò)；ⅲ.在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量下降至預(yù)設(shè)閾值前，提前建立備用網(wǎng)絡(luò)的連接；ⅳ.在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量進(jìn)一步下降時(shí)，切換至已建立連接的備用網(wǎng)絡(luò)，以減少切換過(guò)程中的延遲和數(shù)據(jù)包丟失。
5、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述步驟ⅰ包括：利用所述信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)采集當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；利用所述網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的延遲、丟包率和帶寬等質(zhì)量參數(shù)。
6、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述步驟ⅱ包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值qth和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的綜合質(zhì)量評(píng)分q,公式如下：
7、q＝αs+β(1-l)+γb+λd
8、式中，s為信號(hào)強(qiáng)度，l為丟包率，b為帶寬，d為延遲，α、β、γ和λ為權(quán)重系數(shù)；當(dāng)綜合質(zhì)量評(píng)分q低于預(yù)設(shè)閾值qth時(shí)，從候選網(wǎng)絡(luò)列表中選擇信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量最優(yōu)的備用網(wǎng)絡(luò)。
9、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述步驟ⅲ包括：在備用網(wǎng)絡(luò)中提前建立數(shù)據(jù)傳輸通道；通過(guò)多路徑傳輸技術(shù)，在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)和備用網(wǎng)絡(luò)之間同時(shí)傳輸部分?jǐn)?shù)據(jù)，以確保備用網(wǎng)絡(luò)的連接穩(wěn)定性。
10、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述步驟ⅳ包括：在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量進(jìn)一步下降到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，切換數(shù)據(jù)傳輸通道至已建立連接的備用網(wǎng)絡(luò)；切換過(guò)程中，保持當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)和備用網(wǎng)絡(luò)的并行傳輸，直到備用網(wǎng)絡(luò)的連接完全穩(wěn)定。
11、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：還包括：一個(gè)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)歷史網(wǎng)絡(luò)切換數(shù)據(jù)；所述控制模塊對(duì)所述歷史網(wǎng)絡(luò)切換數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，優(yōu)化預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以提高算法的智能性和響應(yīng)速度。
12、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：其中，所述控制模塊通過(guò)以下公式計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的綜合質(zhì)量評(píng)分：
13、
14、式中，wi為對(duì)應(yīng)參數(shù)的權(quán)重系數(shù)，qi為各個(gè)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量參數(shù)的評(píng)分。
15、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述模組的嵌入式處理器通過(guò)軟件模塊實(shí)現(xiàn)所述算法的各個(gè)步驟，并通過(guò)一個(gè)用戶接口提供實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和切換信息。
16、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：還包括：一個(gè)冗余網(wǎng)絡(luò)模塊，用于在主要網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)提供備用網(wǎng)絡(luò)連接，以確保通信的連續(xù)性。
17、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述方法包括以下步驟：
18、s1:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量；
19、s2:根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，提前判斷并選擇備用網(wǎng)絡(luò)；
20、s3:在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量下降至預(yù)設(shè)閾值前，提前建立備用網(wǎng)絡(luò)的連接；
21、s4:在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量進(jìn)一步下降時(shí)，切換至已建立連接的備用網(wǎng)絡(luò)，以減少切換過(guò)程中的延遲和數(shù)據(jù)包丟失；
22、s5:對(duì)歷史網(wǎng)絡(luò)切換數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，優(yōu)化預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以提高算法的智能性和響應(yīng)速度。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
24、1、本專利技術(shù)中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，利用智能算法提前判斷并選擇備用網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降前建立備用連接，并通過(guò)多路徑傳輸技術(shù)減少切換延遲和數(shù)據(jù)包丟失，確保工廠內(nèi)移動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)通信和操作穩(wěn)定性，這種方法有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，為智能工廠的高效運(yùn)營(yíng)提供了可靠的通信保障；
25、2、本專利技術(shù)中，通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)切換算法和引入多路徑傳輸技術(shù)，提前建立備用網(wǎng)絡(luò)連接，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降前進(jìn)行智能切換，確保切換過(guò)程中通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性，同時(shí)，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析不斷優(yōu)化切換算法，提高切換決策的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度，顯著提升5g通信模組在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用性能。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，包括用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的延遲、丟包率和帶寬等質(zhì)量參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊和控制模塊，其特征在于：所述控制模塊基于信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊檢測(cè)的質(zhì)量參數(shù)，執(zhí)行以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：所述步驟Ⅰ包括：利用所述信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)采集當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：所述步驟Ⅱ包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值Qth和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的綜合質(zhì)量評(píng)分Q,公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：所述步驟Ⅲ包括：在備用網(wǎng)絡(luò)中提前建立數(shù)據(jù)傳輸通道；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：所述步驟Ⅳ包括：在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量進(jìn)一步下降到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，切換數(shù)據(jù)傳輸通道至已建立連接的備用網(wǎng)絡(luò)；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：還包括：一個(gè)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)歷史網(wǎng)絡(luò)切換數(shù)據(jù)；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：其中，所述控制模塊通過(guò)以下公式計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的綜合質(zhì)量評(píng)分：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：所述模組的嵌入式處理器通過(guò)軟件模塊實(shí)現(xiàn)所述算法的各個(gè)步驟，并通過(guò)一個(gè)用戶接口提供實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和切換信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組，其特征在于：還包括：一個(gè)冗余網(wǎng)絡(luò)模塊，用于在主要網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)提供備用網(wǎng)絡(luò)連接，以確保通信的連續(xù)性。
10.基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5G通信模組的控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組，包括用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的延遲、丟包率和帶寬等質(zhì)量參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊和控制模塊，其特征在于：所述控制模塊基于信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)模塊檢測(cè)的質(zhì)量參數(shù)，執(zhí)行以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組，其特征在于：所述步驟ⅰ包括：利用所述信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)采集當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組，其特征在于：所述步驟ⅱ包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值qth和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的綜合質(zhì)量評(píng)分q,公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組，其特征在于：所述步驟ⅲ包括：在備用網(wǎng)絡(luò)中提前建立數(shù)據(jù)傳輸通道；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有智能網(wǎng)絡(luò)切換功能的5g通信模組，其特征在于：所述步驟ⅳ包括：在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張金國(guó)，駱江偉，張要偉，牛濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇富聯(lián)通訊技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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