一种网络切换方法、装置、终端及网络服务器与流程

本发明涉及通信
技术领域：
，特别是涉及一种网络切换方法、装置、终端及网络服务器。
背景技术：
：随着移动通信技术及计算机网络的快速发展，现在的网络都是移动数据网与wlan(wirelesslocalareanetworks，无线局域网络)组成的无线异构网络。基于tdd-lte及fdd-lte技术的4g网络，其覆盖范围广，提供了很高的数据传输速率，上行速率最高可达50mbps，下行速率最高可达150mbps。但资费相对比较昂贵；基于ieee802.11协议的无线局域网能够为无线多媒体应用提供足够的带宽，但是wlan有限的覆盖范围却会导致移动终端在蜂窝网络以及不同wlan之间频繁切换。其中，无线局域网的切换时延达到几百毫秒甚至更长的时间，同时，网络之间的切换会引起数据速率的突变，极大地影响了用户的qos(qualityofservice，服务质量)需求。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种网络切换方法、装置、终端及网络服务器，用以解决现有技术中网络间切换时，时延长且易发生数据速率突变的问题。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种网络切换方法，应用于终端，包括：扫描获得可用网络的网络参数信息，所述网络参数信息包括：接收信号强度及可用带宽；获取预先统计得到的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，对可用网络进行排序；在当前与所述终端连接的网络的数据速率低于预设阈值时，从完成排序后的可用网络中确定目标切换网络，将所述终端切换至所述目标切换网络。其中，所述获取预先统计得到的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的步骤包括：通过所述终端当前接入的网络向一预设网络服务器发送用于获取每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的请求消息；接收所述预设网络服务器返回的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；其中，所述函数关系由所述预设网络服务器预先根据各终端上报的、与每个终端连接的接入网络的网络参数信息，通过神经网络的学习模仿建立得到。其中，所述根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，对可用网络进行排序的步骤包括：根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量以及每个所述可用网络的当前数据速率；根据所述接收信号强度、所述速度分量以及所述当前数据速率，通过预设排序算法对可用网络进行排序。其中，所述根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量的步骤包括：根据每个所述可用网络的接收信号强度，通过自相关函数算法分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量。其中，所述根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，计算得到每个所述可用网络的当前数据速率的步骤包括：根据每个所述可用网络的接收信号强度、可用带宽以及所述函数关系，计算得到每个所述可用网络的当前数据速率。其中，所述方法还包括：将当前与所述终端连接的接入网络的网络参数信息上报至所述预设网络服务器。本发明实施例还提供一种网络切换装置，包括：第一获取模块，用于扫描获得可用网络的网络参数信息，所述网络参数信息包括：接收信号强度及可用带宽；第二获取模块，用于获取预先统计得到的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；排序模块，用于根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，对可用网络进行排序；切换模块，用于在当前与所述终端连接的网络的数据速率低于预设阈值时，从完成排序后的可用网络中确定目标切换网络，将所述终端切换至所述目标切换网络。本发明实施例还提供一种终端，包括如上述所述的网络切换装置。本发明实施例还提供一种网络切换方法，应用于网络服务器，包括：获取各终端上报的、与每个所述终端连接的接入网络的网络参数信息；将所述网络参数信息作为样本，通过神经网络建立所述接入网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。其中，所述将所述网络参数信息作为样本，通过神经网络建立所述接入网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系之后，所述方法还包括：接收一终端发送的用于获取可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的请求消息，所述可用网络包括所述接入网络；根据所述请求消息，向所述终端返回所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。本发明实施例还提供一种网络切换装置，包括：第三获取模块，用于获取各终端上报的、与每个所述终端连接的接入网络的网络参数信息；关系建立模块，用于将所述网络参数信息作为样本，通过神经网络建立所述接入网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。本发明实施例还提供一种网络服务器，包括如上述所述的网络切换装置。本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明实施例的上述方案中，首先网络服务器根据各终端上报的、与终端连接的网络的网络参数信息，建立各网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，这样，终端在需要网络切换时，可将通过该函数关系计算得到的各可用网络的数据速率，以及根据获得的各可用网络的网络参数信息计算得到的终端到各可用网络的移动速度分量作为切换判断依据，快速准确地在可用网络中确定目标切换网络，进行网络切换，从而改善网络切换时数据速率的突变，保证终端的数据速率，降低切换时延，减少频繁切换，并提升用户体验。附图说明图1为本发明实施例的网络切换方法的基本步骤示意图之一；图2为本发明实施例的网络切换装置的组成结构示意图之一；图3为本发明实施例的网络切换方法的基本步骤示意图之二；图4为本发明实施例的神经网络的框图；图5为本发明实施例的网络切换装置的组成结构示意图之二。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明针对现有技术中网络间切换时，时延长且易发生数据速率突变的问题，提供一种网络切换方法，改善网络切换时数据速率的突变，保证终端的数据速率，降低切换时延，减少频繁切换，并提升用户体验。第一实施例如图1所示，本发明实施例提供一种网络切换方法，应用于终端，包括：步骤11，扫描获得可用网络的网络参数信息，所述网络参数信息包括：接收信号强度及可用带宽；这里，扫描获得的可用网络的网络参数信息还可以包括：用于标识可用网络的网络标识。这里，可用带宽可通过各可用网络的路由器下发给终端。具体的，可以通过对路由器进行软件功能配置，将网络的当前可用带宽广播至该网络覆盖范围内的各个终端。步骤12，获取预先统计得到的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；这里，具体的，可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系为网络服务器预先建立的三者之间的一映射关系。步骤13，根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，对可用网络进行排序；这里，根据每个可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，计算得到每个可用网络在排序时所需的参数，并通过预设排序算法对可用网络进行排序。其中，可用网络在排序时所需的参数包括接收信号强度、通过该函数关系计算得到的每个可用网络的预测的当前数据速率以及通过网络参数信息得到的终端到各可用网络的移动速度分量。步骤14，在当前与所述终端连接的网络的数据速率低于预设阈值时，从完成排序后的可用网络中确定目标切换网络，将所述终端切换至所述目标切换网络。这里，目标切换网络为可用网络中经预设排序算法进行综合评判后可被优先切换的网络。本发明实施例提供的网络切换方法，通过获取预先统计得到的各可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，在终端需要网络切换时，可将通过该函数关系计算得到的各可用网络的数据速率，以及根据获得的各可用网络的网络参数信息计算得到的终端到各可用网络的移动速度分量作为切换判断依据，快速准确地在可用网络中确定目标切换网络，进行网络切换，从而改善网络切换时数据速率的突变，保证终端的数据速率，降低切换时延，减少频繁切换，并提升用户体验。优选的，本发明实施例中所述步骤12还可以进一步包括：步骤121，通过所述终端当前接入的网络向一预设网络服务器发送用于获取每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的请求消息；步骤122，接收所述预设网络服务器返回的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；其中，所述函数关系由所述预设网络服务器预先根据各终端上报的、与每个终端连接的接入网络的网络参数信息，通过神经网络的学习模仿建立得到。这里需要说明的是，终端除可获取每个所述可用网络的数据速率r与接收信号强度rss、可用带宽b之间的函数关系外，还可获取接入各可用网络时所需的接入密码。这里，该函数关系具体为一映射关系，即r＝f(rss,b)。优选的，本发明实施例中所述步骤13还可进一步包括：步骤131，根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量以及每个所述可用网络的当前数据速率；这里，所述函数关系、扫描获得的各可用网络的接收信号强度rss、可用带宽以及计算得到的终端与每个可用网络的接入点的连线方向上的速度分量均可以记录于终端设置的可用网络的数据表中，该可用网络的数据表可称为可用网络维护表，其表中的对应关系如下表所示。ssidpassword当前rssr＝f(rss,b)速度分量其中，ssid为网络标识，password接入可用网络时所需的密码，rss为当前可用网络的接收信号强度，速度分量为终端与可用网络的接入点的连线方向上的速度分量。步骤132，根据所述接收信号强度、所述速度分量以及所述当前数据速率，通过预设排序算法对可用网络进行排序。这里，根据终端上设置的维护表中的相关的可用网络信息，通过将可用网络的接收信号强度rss和可用带宽输入映射关系r＝f(rss,b)，得到可用网络当前的数据速率，以及通过计算得到的终端与可用网络的接入点的连线方向上的速度分量，然后通过预设排序算法对可用网络进行排序。这里，预设排序算法通过读取维护表中可用网络的接收信号强度、终端的速度分量、以及各可用网络的当前的数据速率，将这三个参数的归一化值，乘以对应的加权因子，代入设定的排序公式，其输出结果为各可用网络的网络性能进行综合评价后生成的切换优先顺序，也就是输出结果值由大到小排序。这里，为不失一般性，对上述三个参数分别进行归一化处理，也就是将上述三个参数分别代入具体如下：一、接收信号强度rss的归一化函数为：其中，r(x)表示终端位于x处收到的信号功率；rth为接收功率的门限值；若信号功率低于该门限值，则赋值为0。二、数据速率的归一化函数为：prate＝rate(i)/ratemax三、速度分量的归一化函数为：这里，v(x)表示v是一个与终端位置坐标有关的变量。接着，则是对设定的排序公式中加权因子的确定。需要说明的是，本发明实施例的加权因子可随着各个参数的变化而动态变化，从而实时地反应各个参数间的关系；而且基于对预测的网络的数据速率的考虑，各个可用网络的数据速率这一重要参数的加权因子较大，以便突出该参数。具体的，本发明的加权因子的定义为：其中，σi为各个可用网络的各个参数归一化变量的标准差。最后，代入排序公式：其中，k表示可用网络序号；pi,k表示在网络k中，第i个参数的归一化值；wi为第k个网络第i个参数的权值，且∑wi＝1。这里，根据上述算法处理后，得到的对可用网络排序的结果可写入一排序列表中。这里，所述步骤131还可具体包括：步骤1311，根据每个所述可用网络的接收信号强度，通过自相关函数算法分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量。这里，本发明实施例的速度分量的计算，利用从各可用网络的接入点ap接收到的信号，通过计算ofdm((orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，正交频分复用)符号循环前缀的归一化自相关函数来求得接收信号的最大多普勒频移，然后利用多普勒频移公式获得终端与各个可用网络的接入点的连线方向上的速度分量值。这里，对于终端靠近还是背离可用网络的接入点ap，可通过计算前后两次接收信号强度rss之差来判断。具体的，设定rss检测时间间隔为tc，若rss(t)-rss(t-tc)>0，则判断终端靠近可用网络的接入点ap；若rss(t)-rss(t-tc)<0，则判断终端远离可用网络的接入点ap。这里需要说明的是，由于4g以及无线局域网wlan网络都采用了ofdm技术，在ofdm系统中会在相邻的ofdm符号之间插入保护间隔。利用该特征，计算ofdm符号中两个相同部分的自相关函数可以得到最大多普勒频移fd。符号间隔为nt，接收到的ofdm符号归一化自相关函数为：在样本足够多的情况下，可得如下统计关系：由多普勒频移公式：变型得到：其中，vmcosθ为终端移动速度在终端与可用网络的接入点的连线方向上的速度分量。需说明的是，vc应为电磁波传播速度，fc为原信号载波频率，fr为接收信号频率。上述根据ofdm符号自相关函数求得的最大多普勒频移fd为fc与fr之差的绝对值，即fd＝|fc-fr|，fc-fr＝±fd。当终端远离基站时，fc-fr＝fd，当终端靠近基站时，fc-fr＝-fd。θ为终端移动方向同终端与ap的连线方向的夹角。这里，由上述算法分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量。步骤1312，根据每个所述可用网络的接收信号强度、可用带宽以及所述函数关系，计算得到每个所述可用网络的当前数据速率。这里需要说明的是，可用网络的接收信号强度、可用带宽均为可用网络的当前接收信号强度、当前可用带宽。这里，将扫描获得的各可用网络的接收信号强度、可用带宽分别代入各可用网络对应的映射关系中，得到每个可用网络的当前数据速率。这里，每个可用网络的当前数据速率为预测的数据速率。需要说明的是，因若仅基于接收信号强度不能充分反映无线网络的整体性能，而且接收信号强度强并不一定表示网络的数据速率快，故本发明实施例在对可用网络排序时，考虑到各可用网络当前的数据速率，结合终端的移动方向及速度分量可实现选择合适的可切换网络、减少频繁切换并保证终端的数据速率的目的。优选的，本发明实施例的网络切换方法，还可包括：步骤15，将当前与所述终端连接的接入网络的网络参数信息上报至所述预设网络服务器。需要说明的是，本步骤对终端接入的网络的网络参数信息的上报可为预设网络服务器建立网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系提供样本依据。本发明实施例提供的网络切换方法，通过获取预先统计得到的各可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，在终端需要网络切换时，可将通过该函数关系计算得到的各可用网络的数据速率，以及根据获得的各可用网络的网络参数信息计算得到的终端到各可用网络的移动速度分量作为切换判断依据，快速准确地在可用网络中确定目标切换网络，进行网络切换，从而改善网络切换时数据速率的突变，保证终端的数据速率，降低切换时延，减少频繁切换，并提升用户体验。第二实施例如图2所示，本发明实施例还提供一种网络切换装置，应用于终端，包括：第一获取模块21，用于扫描获得可用网络的网络参数信息，所述网络参数信息包括：接收信号强度及可用带宽；第二获取模块22，用于获取预先统计得到的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；排序模块23，用于根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，对可用网络进行排序；切换模块24，用于在当前与所述终端连接的网络的数据速率低于预设阈值时，从完成排序后的可用网络中确定目标切换网络，将所述终端切换至所述目标切换网络。具体的，本发明实施例中所述第二获取模块22还可具体包括：发送单元，用于通过所述终端当前接入的网络向一预设网络服务器发送用于获取每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的请求消息；接收单元，用于接收所述预设网络服务器返回的每个所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系；其中，所述函数关系由所述预设网络服务器预先根据各终端上报的、与每个终端连接的接入网络的网络参数信息，通过神经网络的学习模仿建立得到。具体的，本发明实施例中所述排序模块23还可具体包括：计算单元，用于根据每个所述可用网络的网络参数信息以及数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量以及每个所述可用网络的当前数据速率；排序单元，用于根据所述接收信号强度、所述速度分量以及所述当前数据速率，通过预设排序算法对可用网络进行排序。这里，所述计算单元还可具体用于：根据每个所述可用网络的接收信号强度，通过自相关函数算法分别计算得到所述终端与每个所述可用网络的接入点的连线方向上的速度分量。所述计算单元还可具体用于：根据每个所述可用网络的接收信号强度、可用带宽以及所述函数关系，计算得到每个所述可用网络的当前数据速率。具体的，本发明实施例的网络切换装置还可具体包括：信息上报模块25，用于将当前与所述终端连接的接入网络的网络参数信息上报至所述预设网络服务器。本发明实施例提供的网络切换装置，通过获取预先统计得到的各可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，在终端需要网络切换时，可将通过该函数关系计算得到的各可用网络的数据速率，以及根据获得的各可用网络的网络参数信息计算得到的终端到各可用网络的移动速度分量作为切换判断依据，快速准确地在可用网络中确定目标切换网络，进行网络切换，从而改善网络切换时数据速率的突变，保证终端的数据速率，降低切换时延，减少频繁切换，并提升用户体验。本发明实施例还提供一种终端，包括如上述所述的网络切换装置。第三实施例如图3所示，本发明实施例还提供一种网络切换方法，应用于网络服务器，包括：步骤31，获取各终端上报的、与每个所述终端连接的接入网络的网络参数信息；这里需要说明的是，与终端连接的接入网络的网络参数信息可包括：用于标识网络的网络标识、终端接入网络时的密码、网络的数据速率、网络带宽以及当前网络的接收信号强度等信息。步骤32，将所述网络参数信息作为样本，通过神经网络建立所述接入网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。这里，网络服务器将各终端上报的大量数据建表处理。具体的，网络服务器将上报的网络参数信息根据网络的网络标识ssid进行分类建表，在该表中填入收集到的各个终端上报的终端所接入网络的网络参数信息，包括：接收信号强度、网络可用带宽及当前数据速率等。然后，将大量的接收信号强度、可用带宽以及数据速率作为样本输入神经网络进行学习和模仿，建立网络的数据速率r与接收信号强度rss、可用带宽b之间的映射关系，即r＝f(rss,b)，并写入对应的网络的表中，这里，神经网络的框图如图4所示。优选的，本发明实施例的网络切换方法，还可进一步包括：步骤33，接收一终端发送的用于获取可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的请求消息，所述可用网络包括所述接入网络；这里需要说明的是，网络服务器接收到终端发送的该请求消息时，根据各可用网络的网络标识，从预先建立的表中查找得到请求消息中指示的可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。步骤34，根据所述请求消息，向所述终端返回所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。本发明实施例提供的网络切换方法，网络服务器根据各终端上报的、与终端连接的网络的网络参数信息，建立各网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系，这样，使得终端在需要网络切换时，可将通过该函数关系计算得到的各可用网络的数据速率，以及根据获得的各可用网络的网络参数信息计算得到的终端到各可用网络的移动速度分量作为切换判断依据，快速准确地在可用网络中确定目标切换网络，进行网络切换，从而改善网络切换时数据速率的突变，保证终端的数据速率，降低切换时延，减少频繁切换，并提升用户体验。第四实施例如图5所示，本发明实施例还提供一种网络切换装置，应用于网络服务器，包括：第三获取模块41，用于获取各终端上报的、与每个所述终端连接的接入网络的网络参数信息；这里需要说明的是，与终端连接的接入网络的网络参数信息可包括：用于标识网络的网络标识、终端接入网络时的密码、网络的数据速率、网络带宽以及当前网络的接收信号强度等信息。关系建立模块42，用于将所述网络参数信息作为样本，通过神经网络建立所述接入网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。这里，网络服务器将各终端上报的大量数据建表处理。具体的，网络服务器将上报的网络参数信息根据网络的网络标识ssid进行分类建表，在该表中填入收集到的各个终端上报的终端所接入网络的网络参数信息，包括：接收信号强度、网络可用带宽及当前数据速率等。然后，将大量的接收信号强度、可用带宽以及数据速率作为样本输入神经网络进行学习和模仿，建立网络的数据速率r与接收信号强度rss、可用带宽b之间的映射关系，即r＝f(rss,b)，并写入对应的网络的表中。具体的，本发明实施例的网络切换装置，还可具体包括：接收模块43，用于接收一终端发送的用于获取可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系的请求消息，所述可用网络包括所述接入网络；这里需要说明的是，网络服务器接收到终端发送的该请求消息时，根据各可用网络的网络标识，从预先建立的表中查找得到请求消息中指示的可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。返回模块44，用于根据所述请求消息，向所述终端返回所述可用网络的数据速率与接收信号强度、可用带宽之间的函数关系。本发明实施例还提供一种网络服务器，包括如上述所述的网络切换装置。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12