具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种船载通信网络切换控制方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种船载通信网络切换控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，检测第一通信网络与第二通信网络的网络质量指标，根据检测获得的网络质量指标确定第一通信网络与第二通信网络的网络质量。

在本发明具体实施例中，第一通信网络采用VSAT网络，第二通信网络采用4G网络，本发明即在原有的一套VSAT天线与卫星猫(调制解调器)基础上，在船舶的合适位置加装一套4G天线。本发明在控制器开机时，首先检测第一通信网络(VSAT网络)是否能上网以及第二通信网络(4G模块)是否存在，并检测两个网络的信号质量，从而根据检测结果设置第一第二网络出口的权占比例；而在开机后工作过程中，则不断检测两个网络的信号质量，监测两个网络出口是否能用，根据检测结果设置两个网络出口的权占比例。

具体地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，获取第一通信网络的信噪比参数进行预设时间的记录分析，根据当前第一通信网络的信噪比的跳动性或幅值，判断当前第一通信网络的通讯质量。

具体地，系统启动后，控制器与第一通信网络的卫星猫通讯，获取入网情况下的卫星猫的信噪比参数进行一段时间内的记录分析，判断当前作为第一通信网络的VSAT网络的信噪比的跳动性或幅值，从而判断当前的VSAT网络的通讯质量。

具体地，步骤S100进一步包括：

步骤S100a，采用定时器轮询方式，记录每个轮询周期内第一通信网络下稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值。在本发明具体实施例中，采用30s定时器轮询方式(即30s轮询一次，每次用时最长为30s，最少15s，因为一轮总ping包15次，设置每次ping包间隔1s，设置了2s超时，即一轮不丢包最少用时15s，全丢包最长时间为30s)，记录每个轮询周期内第一通信网络下稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值。

步骤S100b，根据记录的稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值确定第一通信网络的当前信噪比的跳动性。

在本发明具体实施例中，每次定时30s的轮询周期中，除了ping包，还会每s获取信噪比，所以一个周期里可能有30个信噪比值，需要记录并计算稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值，并计算所记录的稳定ping包成功率100%时的平均信噪比与使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值的差值来确定当前信噪比的跳动性。

步骤S100c，根据当前信噪比的跳动性或幅值判断第一通信网络当前的通讯质量。

在本发明具体实施例中，若在每个轮询周期内，所记录的稳定ping包成功率100%时的平均信噪比与使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值的差值超过最大跳动阈值DIFF_SN_MAX的次数大于或等于预设次数(例如3次)，或出现连续预设时间(例如20s)以上低于最低信噪比阈值LOW_SN的信噪比值，则判断当前第一通信网络通讯质量不佳或不可用。所述最大跳动阈值DIFF_SN_MAX以及最低信噪比阈值LOW_SN均为实验室环境下获得，具体地，先记录实验室静止状态下，稳定ping包成功率100%时候的平均信噪比作为经验值的优秀的最佳信噪比阈值GOOD_SN，高于该值即表示优秀；然后使用人为遮挡天线方式来模拟遮挡环境，记录实验室环境使用ping包成功率90%以上记录的最低信噪比值LOW_SN，GOOD_SN与LOW_SN差值，即为实验室环境下测试的最大跳动阈值DIFF_SN_MAX，LOW_SN则为最低信噪比阈值，并以实验室记录ping包成功率95%记录的最低信噪比为NORMAL_SN（该值一般用于后台人员查看当前的信噪比是否处于一般正常状态）。

步骤S101，获取第二通信网络的信号质量进行预设时间的记录分析，判断第二通信网络当前的通讯质量。

在本发明具体实施例中，第二通信网络采用4G网络，控制器通过与4G控制模块的通讯，获取当前4G模块所使用的网络并判断是否为LTE网络，检测当前网络质量且判断该网络是否在一定时间内保存稳定，从而判断当前4G网络的通讯质量，例如通过设置一个5分钟的定时器，在该时间内每5s获取一次信号质量（这里可通过协议读取4G模块的信号质量，例如通过串口并根据厂家提供的对应的AT指令协议获取值，比如用移远EC20模块使用的是串口发送AT+CSQ获取当前4G模块的信号质量），也就是一轮获取获取60次信号质量，如果有50次以上的次数获取的信号质量均大于或等于设置的4G阈值，则判断当前4G稳定且可支持良好上网，此处主要用于排除当前网络为3g /2g等网络及网络时有时无而切换误判。

步骤S2，根据第一通信网络与第二通信网络两路网络的通讯质量判断结果及网络质量指标确定相应通信网络的信号质量系数，并通过负载均衡选择相应的出口网络为当前使用的最佳网络，从而保证船舶上网络的通讯质量。

具体地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，根据第一通信网络与第二通信网络两路网络的通讯质量判断结果及网络质量指标分别计算第一通信网络与第二通信网络的信号质量系数。

在本发明具体实施例中，对于两路网络，若两路网络的通讯质量判断结果为均可用，则分别根据各自的信号质量确定其信号质量系数，对于第一通信网络，例如VSAT网络，获取其当前信噪比，并将其与最佳信噪比阈值GOOD_SN对比获得信号质量系数，例如，VSAT信号当前信噪比8.9，对比VSAT上网最佳时候的最佳信噪比阈值（GOOD_SN）11.0，获取一个信号质量系数8.9/11.0 = 0.8；同时根据4G当前信号的信号质量值，例如为24，对比设置的4G信号质量阈值（即实验室环境下测得的满足通讯的最低信号质量）为28，则得到信号质量系数为0.85。

若其中一路通信网络的通讯质量判断结果为不可用，则直接将其质量系数设置为0，并根据上述方法计算另一路通信网络的信号质量系数。

优选地，当第二通信网络的该信号质量系数低于预设的系数阈值（例如0.7，该系数阈值为测试获取的经验值，可以更改）时，将其信号质量系数设置为0。因为一般地，当船舶上4G信号如果低于一定值，上网基本不可能，则此时VSAT网络只能是唯一的出口了。

步骤S201，根据第二通信网络信号质量系数进行负载均衡，根据负载均衡结果进行网络切换。

在本发明具体实施例中，根据第二通信网络即4G网络的信号质量系数来进行负载均衡算法，具体地，获取当前4G网络的信号质量系数在当前VSAT和当前4G总的质量系数总和中的权占比，根据该权占比对船舶上的通信终端进行网络分配，从而让指定的比例的通信终端采用该第二通信网络，而其余通信终端采用第一通信网络，例如上例中，令0.85/（0.8+0.85）比例的通信终端走4G网络，剩余的通信终端走VSAT网络（具体可通过iptables的路由策略及netfilter处理网络均衡的软件实现）；当4G网络不可用的时候，即其信号质量系数为0时，全部通信终端都走VSAT网络。

图2为本发明一种船载通信网络切换控制器的系统结构图。如图2所示，本发明一种船载通信网络切换控制器，其内集成有VSAT控制模块和4G控制模块及智能网关，还包括：

网络通讯质量检测单元20，用于检测第一通信网络与第二通信网络的网络质量指标，根据检测获得的网络质量指标确定第一通信网络与第二通信网络的网络质量。

在本发明具体实施例中，第一通信网络可采用VSAT网络，第二通信网络可采用4G网络，本发明即在原有的一套VSAT天线与卫星猫(调制解调器)基础上，在船舶的合适位置加装一套4G天线，并将VSAT控制单元和4G控制单元及智能网关集成到一套控制器内。本发明在控制器开机时，首先检测第一通信网络(VSAT网络)是否能上网以及第二通信网络(4G模块)是否存在，并检测两个网络的信号质量，从而根据检测结果设置第一第二网络出口的权占比例；而在开机后工作过程中，则不断检测两个网络的信号质量，监测两个网络出口是否能用，根据检测结果设置两个网络出口的权占比例。

具体地，网络通讯质量检测单元20进一步包括：

第一通信网络通讯质量判断模块200，获取第一通信网络的信噪比参数进行预设时间的记录分析，根据当前第一通信网络的信噪比的跳动性或幅值，判断当前第一通信网络的通讯质量。

例如系统启动后，控制器与第一通信网络的卫星猫通讯，网络通讯质量检测单元20获取入网情况下的卫星猫的信噪比参数进行一段时间内的记录分析，判断当前VSAT网络的信噪比的跳动性或幅值，从而判断当前的VSAT网络的通讯质量。

第一通信网络通讯质量判断模块200进一步包括：

轮询控制模块，用于采用定时器轮询方式，记录每个轮询周期内第一通信网络下稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值。在本发明具体实施例中，轮询控制模块采用30s定时器轮询方式(即30s轮询一次，每次用时最长为30s，最少15s，因为一轮总ping包15次，设置每次ping包间隔1s，设置了2s超时，即一轮不丢包最少用时15s，全丢包最长时间为30s)，记录每个轮询周期内第一通信网络下稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值；

信噪比跳动性确定模块，用于根据记录的稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值确定第一通信网络的当前信噪比的跳动性；

在本发明具体实施例中，每次定时30s的轮询周期中，除了ping包，还会每s获取信噪比，所以一个周期里可能有30个信噪比值，信噪比跳动性确定单元需要记录并计算稳定ping包成功率100%时的平均信噪比以及使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值，并计算所记录的稳定ping包成功率100%时的平均信噪比与使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值的差值来确定当前信噪比的跳动性。

通讯质量判定模块，用于根据当前信噪比的跳动性或幅值判断第一通信网络当前的通讯质量。

在本发明具体实施例中，若在每个轮询周期内，所记录的稳定ping包成功率100%时的平均信噪比与使用ping包成功率90%以上的最低信噪比值的差值超过最大跳动阈值DIFF_SN_MAX的次数大于或等于预设次数(例如3次)，或出现连续预设时间(例如20s)以上低于最低信噪比阈值LOW_SN的信噪比值，则判断当前第一通信网络通讯质量不佳或不可用。所述最大跳动阈值DIFF_SN_MAX以及最低信噪比阈值LOW_SN均为实验室环境下获得，具体地，先记录实验室静止状态下，稳定ping包成功率100%时候的平均信噪比作为经验值的优秀的最佳信噪比阈值GOOD_SN，高于该值即表示优秀；然后使用人为遮挡天线方式来模拟遮挡环境，记录实验室环境使用ping包成功率90%以上记录的最低信噪比值LOW_SN，GOOD_SN与LOW_SN差值，即为实验室环境下测试的最大跳动阈值DIFF_SN_MAX，LOW_SN则为最低信噪比阈值，并以实验室记录ping包成功率95%记录的最低信噪比为NORMAL_SN（该值一般用于后台人员查看当前的信噪比是否处于一般正常状态）。

第二通信网络通讯质量判断单元201，用于获取第二通信网络的信号质量进行预设时间的记录分析，判断第二通信网络当前的通讯质量。

在本发明具体实施例中，第二通信网络采用4G网络，第二通信网络通讯质量判断单元202通过与4G控制模块的通讯，获取当前4G模块所使用的网络并判断是否为LTE网络，检测当前网络质量且判断该网络是否在一定时间内保存稳定，从而判断当前4G网络的通讯质量，例如通过设置一个5分钟的定时器，在该时间内每5s获取一次信号质量（这里可通过协议读取4G模块的信号质量，例如通过串口并根据厂家提供的对应的AT指令协议获取值，比如用移远EC20模块使用的是串口发送AT+CSQ获取当前4G模块的信号质量），也就是一轮获取获取60次信号质量，如果有50次以上的次数获取的信号质量均大于或等于设置的4G阈值，则判断当前4G稳定且可支持良好上网，此处主要用于排除当前网络为3g /2g等网络及网络时有时无而切换误判。

网络切换控制单元21，用于根据第一通信网络与第二通信网络两路网络的通讯质量判断结果及网络质量指标确定相应通信网络的信号质量系数，并通过负载均衡选择相应的出口网络为当前使用的最佳网络，从而保证船舶上网络的通讯质量。

具体地，网络切换控制单元21进一步包括：

信号质量系数计算模块，用于根据第一通信网络与第二通信网络两路网络的通讯质量判断结果及网络质量指标分别计算第一通信网络与第二通信网络的信号质量系数。

在本发明具体实施例中，对于两路网络，若两路网络的通讯质量判断结果为均可用，则分别根据各自的信号质量确定其信号质量系数，对于第一通信网络，例如VSAT网络，获取其当前信噪比，并将其与最佳信噪比阈值GOOD_SN对比获得信号质量系数，例如，VSAT信号当前信噪比8.9，对比VSAT上网最佳时候的最佳信噪比阈值11.0，获取一个信号质量系数8.9/11.0 = 0.8；同时根据4G网络当前信号的信号质量值，例如为24，对比设置的4G信号质量阈值（即实验室环境下测得的满足通讯的最低信号质量）为28，则得到信号质量系数为0.85。

若其中一路通信网络的通讯质量判断结果为不可用，则直接将其质量系数设置为0，并根据上述方法计算另一路通信网络的信号质量系数。

优选地，当第二通信网络的该信号质量系数低于预设的系数阈值（例如0.7，该系数阈值为测试获取的经验值，可以更改）时，将其信号质量系数设置为0。一般地，当船舶上4G信号如果低于一定值，上网基本不可能，则此时VSAT网络只能是唯一的出口了。

负载均衡模块，用于根据第二通信网络信号质量系数进行负载均衡，根据负载均衡结果进行网络切换。

在本发明具体实施例中，根据第二通信网络即4G网络的信号质量系数来进行负载均衡算法，获取当前4G网络的信号质量系数在当前VSAT和当前4G总的质量系数总和中的权占比，根据该权占比对船舶上的通信终端进行网络分配，从而让指定的比例的通信终端采用该第二通信网络，而其余通信终端采用第一通信网络，例如上例中，令0.85/（0.8+0.85）比例的通信终端走4G网络，剩余的通信终端走VSAT网络（具体地可通过iptables的路由策略及netfilter处理网络均衡的软件实现）；当4G网络不可用的时候，即其信号质量系数为0时，全部通信终端都走VSAT网络。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

一、本发明将原有的VSAT控制模块及4G路由器及智能网关均集成到一个VSAT控制器内，大大减小了该系统的设备体积及布线。同时所有的切换配置动作都是由控制器自身来进行软件操作，用户无需设置，也简化了用户的操作；

二、由于传统方案的切换方法是检测到连接的网络链路网络是否通就将其后级设备的出口网络设置为该网络，这样对于VSAT网络，VSAT天线由于环境遮挡，可能信号是好是坏，它的Modem的信噪比实际上是波动很厉害或者幅值根本不能达到可以上网的条件，这时候如果切换到VSAT的网络，基本是无法上网的，本发明在切换网络出口前，先读取VSAT的Modem信噪比对其进行一段时间内的记录分析，用于判断当前的VSAT网络的通讯质量是否满足通讯要求，满足再切换出口为VSAT网络；

三、对于4G网络，由于海边4G基站的覆盖不是很多，经常会出现4G信号时有时无，经常搜到的信号还是2G基站发射的，或者可能就是没有信号，如果此时根据传统方案仅根据网络是否可达就切换为4G出口方案，基本是无法上网的，本发明则在切换网络出口前，先读取4G模块的所在网络类型，用于区分4G还是非4G网络，如果是4G网络，再实时去获取4G的信号质量进行一段时间内的记录分析，用于判断当前的4G网络的通讯质量是否满足通讯要求，满足再切换回出口为4G网络。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。