一種4G全網(wǎng)通終端的雙卡切換方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王德望 鄧一偉

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有4G全網(wǎng)通終端卡2不支持全網(wǎng)制式，提出一種基于Android5.0的雙卡切換設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)可以將卡2接入到4G網(wǎng)絡(luò)中，充分利用底層協(xié)議棧資源。

關(guān)鍵詞：終端；雙卡；切換；協(xié)議棧

1 概述

現(xiàn)有的4G全網(wǎng)通終端中，芯片廠商普遍采用的技術(shù)方案是卡1映射支持多種網(wǎng)絡(luò)制式的協(xié)議棧，包括支持TDD-LTE、FDD-LTE、TDSCDMA、WCDMA、EVDO、GSM、CDMA 1X其中多種制式，而卡2只能支持GSM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧。這樣就造成無論是支持全網(wǎng)的終端還是非全網(wǎng)終端，都只能用卡1接入更高的網(wǎng)絡(luò)制式，卡2只能接入GSM。即使只插入卡2，用戶也只能使用GSM網(wǎng)絡(luò)，這樣會(huì)造成資源浪費(fèi)，用戶只能通過關(guān)機(jī)后手動(dòng)換卡將卡2的SIM/USIM卡插入卡1才能接入到其支持的最高網(wǎng)絡(luò)制式。

出于成本考慮，目前芯片廠商還沒有底層協(xié)議棧能夠雙卡同時(shí)支持全網(wǎng)制式。為了解決上述技術(shù)方案缺陷，我們提出了一種4G全網(wǎng)通終端的雙卡切換方案，所謂的雙卡分為主卡和副卡，其中主卡指該卡接入能夠支持多網(wǎng)絡(luò)制式，副卡只能支持GSM網(wǎng)絡(luò)，該方案也可以稱為主副卡切換。用戶可以通過手動(dòng)切換主副卡選擇使用哪張卡接入4G網(wǎng)絡(luò)，而不必關(guān)機(jī)換卡；同時(shí)，該方案能夠在用戶插入單卡的情況下（無論是插入到卡1還是卡2），自動(dòng)將該卡設(shè)置為主卡，接入其支持的最高網(wǎng)絡(luò)制式，充分利用了底層的協(xié)議棧資源，避免浪費(fèi)。

2 雙卡切換方案基本原理

文中所述雙卡切換方案是在Android5.0系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的。在芯片廠商中協(xié)議棧stack id和物理上卡槽card id是一一對(duì)應(yīng)的，卡1是一直映射支持多種網(wǎng)絡(luò)制式的協(xié)議棧的，而雙卡切換方案就是依靠切換card id與stack id的對(duì)應(yīng)關(guān)系來實(shí)現(xiàn)雙卡的協(xié)議棧切換，如下圖2.1。

3 雙卡切換方案基本流程

雙卡切換方案主要包括Framework，RIL，以及Modem三大模塊處理

3.1 Framework處理

在開機(jī)后Framework會(huì)去查詢雙卡的相關(guān)信息，查詢結(jié)束之后根據(jù)雙卡的信息去更新數(shù)據(jù)庫(kù)。在插雙卡的場(chǎng)景中，需要用戶去手動(dòng)切換設(shè)置3/4G主卡，目前Android5.0原生就提供了主副卡的切換入口，實(shí)際上原生代碼中有兩種方案可以實(shí)現(xiàn)4G主卡的切換。第一種方案是同時(shí)顯示雙卡的優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置，在優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中先將主卡設(shè)為GSM ONLY，再將副卡設(shè)為2/3/4G就可以將4G主卡切到副卡上。第二種方案是專門提供一個(gè)專門的3/4G主卡切換選項(xiàng)，用戶可以選擇一張卡設(shè)為3/4G主卡，實(shí)際原理也是將主卡設(shè)為GSM ONLY，將副卡設(shè)為2/3/4G。本文選擇使用第二種方案，該方案對(duì)兩次優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)設(shè)置做了串行化處理，比較可靠。對(duì)于插單卡的場(chǎng)景中，將有卡的優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為2/3/4G，另外一張無卡的設(shè)置為GSM ONLY。

在設(shè)置完優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)模式后，需要判斷是否要切換協(xié)議棧，例如在手動(dòng)切換卡2為主卡時(shí)，設(shè)置卡2為2/3/4G，但是其綁定的協(xié)議棧只支持GSM ONLY，這時(shí)就需要切換協(xié)議棧，F(xiàn)ramework會(huì)去激活卡，去綁定協(xié)議棧，并下發(fā)交叉重綁定協(xié)議棧給RIL處理，按照新的協(xié)議棧綁定關(guān)系激活卡，最終正常起網(wǎng)。

3.2 RIL處理

在RIL層雙卡切換主要分發(fā)三個(gè)階段：初始化階段，去綁定階段，綁定階段。

RIL在開機(jī)初始化客戶端時(shí)會(huì)通過系統(tǒng)屬性去獲取當(dāng)前rild的stack id，在客戶端初始化結(jié)束階段調(diào)用函數(shù)綁定stack id和相應(yīng)的客戶端，綁定完成后會(huì)更新RIL中保存的stack id全局變量。RIL收到Framework下發(fā)的去綁定協(xié)議棧后，會(huì)更新自己的狀態(tài)并清除掉還處于pending狀態(tài)的請(qǐng)求，并將結(jié)果返回給framework。在綁定階段，RIL會(huì)判斷framework下發(fā)綁定的stack id和RIL中保存的全局變量是否一致，如果不一致，處理流程與開機(jī)流程類似，調(diào)用函數(shù)綁定framework下發(fā)新stack id和相應(yīng)的客戶端，綁定完成后，更新RIL中保存的stack id全局變量，并將綁定結(jié)果返回給framework；對(duì)于framework下發(fā)綁定的stack id和RIL中保存的全局變量一致時(shí)，RIL會(huì)獲取modem協(xié)議棧信息并更新相應(yīng)狀態(tài)，最后將綁定結(jié)果返回給framework。

3.3 Modem處理

在Modem層雙卡切換主要是通過framework下發(fā)激活卡時(shí)攜帶stack id，物理卡槽card id等信息，告知modem當(dāng)前主副卡關(guān)系，modem發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的stack id與上一次保存的stack id不一致時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)2s的定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器超時(shí)或者兩張卡都激活完成，就需要重新加載modem配置文件，復(fù)位modem并觸發(fā)重新搜網(wǎng)。

4 總結(jié)

雙卡切換方案是當(dāng)前及以后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。只要使用該方案的終端，就沒有必要開發(fā)支持兩套全網(wǎng)協(xié)議棧的芯片，降低了使用兩套全網(wǎng)制式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的開發(fā)成本和硬件成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊青平編著.深入理解Android： Telephony原理剖析與最佳實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.1.

[2]Android5.0源代碼.