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摘 要：针对现有4G全网通终端卡2不支持全网制式，提出一种基于Android5.0的双卡切换设计方案，实现可以将卡2接入到4G网络中，充分利用底层协议栈资源。
关键词：终端；双卡；切换；协议栈
1 概述
现有的4G全网通终端中，芯片厂商普遍采用的技术方案是卡1映射支持多种网络制式的协议栈，包括支持TDD-LTE、FDD-LTE、TDSCDMA、WCDMA、EVDO、GSM、CDMA 1X其中多种制式，而卡2只能支持GSM网络的协议栈。这样就造成无论是支持全网的终端还是非全网终端，都只能用卡1接入更高的网络制式，卡2只能接入GSM。即使只插入卡2，用户也只能使用GSM网络，这样会造成资源浪费，用户只能通过关机后手动换卡将卡2的SIM/USIM卡插入卡1才能接入到其支持的最高网络制式。
出于成本考虑，目前芯片厂商还没有底层协议栈能够双卡同时支持全网制式。为了解决上述技术方案缺陷，我们提出了一种4G全网通终端的双卡切换方案，所谓的双卡分为主卡和副卡，其中主卡指该卡接入能够支持多网络制式，副卡只能支持GSM网络，该方案也可以称为主副卡切换。用户可以通过手动切换主副卡选择使用哪张卡接入4G网络，而不必关机换卡；同时，该方案能够在用户插入单卡的情况下（无论是插入到卡1还是卡2），自动将该卡设置为主卡，接入其支持的最高网络制式，充分利用了底层的协议栈资源，避免浪费。
2 双卡切换方案基本原理
文中所述双卡切换方案是在Android5.0系统上实现的。在芯片厂商中协议栈stack id和物理上卡槽card id是一一对应的，卡1是一直映射支持多种网络制式的协议栈的，而双卡切换方案就是依靠切换card id与stack id的对应关系来实现双卡的协议栈切换，如下图2.1。
3 双卡切换方案基本流程
双卡切换方案主要包括Framework，RIL，以及Modem三大模块处理
3.1 Framework处理
在开机后Framework会去查询双卡的相关信息，查询结束之后根据双卡的信息去更新数据库。在插双卡的场景中，需要用户去手动切换设置3/4G主卡，目前Android5.0原生就提供了主副卡的切换入口，实际上原生代码中有两种方案可以实现4G主卡的切换。第一种方案是同时显示双卡的优选网络模式设置，在优选网络设置中先将主卡设为GSM ONLY，再将副卡设为2/3/4G就可以将4G主卡切到副卡上。第二種方案是专门提供一个专门的3/4G主卡切换选项，用户可以选择一张卡设为3/4G主卡，实际原理也是将主卡设为GSM ONLY，将副卡设为2/3/4G。本文选择使用第二种方案，该方案对两次优选网络设置做了串行化处理，比较可靠。对于插单卡的场景中，将有卡的优先网络设置为2/3/4G，另外一张无卡的设置为GSM ONLY。
在设置完优选网络模式后，需要判断是否要切换协议栈，例如在手动切换卡2为主卡时，设置卡2为2/3/4G，但是其绑定的协议栈只支持GSM ONLY，这时就需要切换协议栈，Framework会去激活卡，去绑定协议栈，并下发交叉重绑定协议栈给RIL处理，按照新的协议栈绑定关系激活卡，最终正常起网。
3.2 RIL处理
在RIL层双卡切换主要分发三个阶段：初始化阶段，去绑定阶段，绑定阶段。
RIL在开机初始化客户端时会通过系统属性去获取当前rild的stack id，在客户端初始化结束阶段调用函数绑定stack id和相应的客户端，绑定完成后会更新RIL中保存的stack id全局变量。RIL收到Framework下发的去绑定协议栈后，会更新自己的状态并清除掉还处于pending状态的请求，并将结果返回给framework。在绑定阶段，RIL会判断framework下发绑定的stack id和RIL中保存的全局变量是否一致，如果不一致，处理流程与开机流程类似，调用函数绑定framework下发新stack id和相应的客户端，绑定完成后，更新RIL中保存的stack id全局变量，并将绑定结果返回给framework；对于framework下发绑定的stack id和RIL中保存的全局变量一致时，RIL会获取modem协议栈信息并更新相应状态，最后将绑定结果返回给framework。
3.3 Modem处理
在Modem层双卡切换主要是通过framework下发激活卡时携带stack id，物理卡槽card id等信息，告知modem当前主副卡关系，modem发现当前的stack id与上一次保存的stack id不一致时，启动一个2s的定时器，当定时器超时或者两张卡都激活完成，就需要重新加载modem配置文件，复位modem并触发重新搜网。
4 总结
双卡切换方案是当前及以后很长一段时间内的发展趋势。只要使用该方案的终端，就没有必要开发支持两套全网协议栈的芯片，降低了使用两套全网制式网络协议栈的开发成本和硬件成本。
参考文献：
[1]杨青平编著.深入理解Android： Telephony原理剖析与最佳实践[M].北京：机械工业出版社，2013.1.
[2]Android5.0源代码.
关键词：终端；双卡；切换；协议栈
1 概述
现有的4G全网通终端中，芯片厂商普遍采用的技术方案是卡1映射支持多种网络制式的协议栈，包括支持TDD-LTE、FDD-LTE、TDSCDMA、WCDMA、EVDO、GSM、CDMA 1X其中多种制式，而卡2只能支持GSM网络的协议栈。这样就造成无论是支持全网的终端还是非全网终端，都只能用卡1接入更高的网络制式，卡2只能接入GSM。即使只插入卡2，用户也只能使用GSM网络，这样会造成资源浪费，用户只能通过关机后手动换卡将卡2的SIM/USIM卡插入卡1才能接入到其支持的最高网络制式。
出于成本考虑，目前芯片厂商还没有底层协议栈能够双卡同时支持全网制式。为了解决上述技术方案缺陷，我们提出了一种4G全网通终端的双卡切换方案，所谓的双卡分为主卡和副卡，其中主卡指该卡接入能够支持多网络制式，副卡只能支持GSM网络，该方案也可以称为主副卡切换。用户可以通过手动切换主副卡选择使用哪张卡接入4G网络，而不必关机换卡；同时，该方案能够在用户插入单卡的情况下（无论是插入到卡1还是卡2），自动将该卡设置为主卡，接入其支持的最高网络制式，充分利用了底层的协议栈资源，避免浪费。
2 双卡切换方案基本原理
文中所述双卡切换方案是在Android5.0系统上实现的。在芯片厂商中协议栈stack id和物理上卡槽card id是一一对应的，卡1是一直映射支持多种网络制式的协议栈的，而双卡切换方案就是依靠切换card id与stack id的对应关系来实现双卡的协议栈切换，如下图2.1。
3 双卡切换方案基本流程
双卡切换方案主要包括Framework，RIL，以及Modem三大模块处理
3.1 Framework处理
在开机后Framework会去查询双卡的相关信息，查询结束之后根据双卡的信息去更新数据库。在插双卡的场景中，需要用户去手动切换设置3/4G主卡，目前Android5.0原生就提供了主副卡的切换入口，实际上原生代码中有两种方案可以实现4G主卡的切换。第一种方案是同时显示双卡的优选网络模式设置，在优选网络设置中先将主卡设为GSM ONLY，再将副卡设为2/3/4G就可以将4G主卡切到副卡上。第二種方案是专门提供一个专门的3/4G主卡切换选项，用户可以选择一张卡设为3/4G主卡，实际原理也是将主卡设为GSM ONLY，将副卡设为2/3/4G。本文选择使用第二种方案，该方案对两次优选网络设置做了串行化处理，比较可靠。对于插单卡的场景中，将有卡的优先网络设置为2/3/4G，另外一张无卡的设置为GSM ONLY。
在设置完优选网络模式后，需要判断是否要切换协议栈，例如在手动切换卡2为主卡时，设置卡2为2/3/4G，但是其绑定的协议栈只支持GSM ONLY，这时就需要切换协议栈，Framework会去激活卡，去绑定协议栈，并下发交叉重绑定协议栈给RIL处理，按照新的协议栈绑定关系激活卡，最终正常起网。
3.2 RIL处理
在RIL层双卡切换主要分发三个阶段：初始化阶段，去绑定阶段，绑定阶段。
RIL在开机初始化客户端时会通过系统属性去获取当前rild的stack id，在客户端初始化结束阶段调用函数绑定stack id和相应的客户端，绑定完成后会更新RIL中保存的stack id全局变量。RIL收到Framework下发的去绑定协议栈后，会更新自己的状态并清除掉还处于pending状态的请求，并将结果返回给framework。在绑定阶段，RIL会判断framework下发绑定的stack id和RIL中保存的全局变量是否一致，如果不一致，处理流程与开机流程类似，调用函数绑定framework下发新stack id和相应的客户端，绑定完成后，更新RIL中保存的stack id全局变量，并将绑定结果返回给framework；对于framework下发绑定的stack id和RIL中保存的全局变量一致时，RIL会获取modem协议栈信息并更新相应状态，最后将绑定结果返回给framework。
3.3 Modem处理
在Modem层双卡切换主要是通过framework下发激活卡时携带stack id，物理卡槽card id等信息，告知modem当前主副卡关系，modem发现当前的stack id与上一次保存的stack id不一致时，启动一个2s的定时器，当定时器超时或者两张卡都激活完成，就需要重新加载modem配置文件，复位modem并触发重新搜网。
4 总结
双卡切换方案是当前及以后很长一段时间内的发展趋势。只要使用该方案的终端，就没有必要开发支持两套全网协议栈的芯片，降低了使用两套全网制式网络协议栈的开发成本和硬件成本。
参考文献：
[1]杨青平编著.深入理解Android： Telephony原理剖析与最佳实践[M].北京：机械工业出版社，2013.1.
[2]Android5.0源代码.