5G融合通信网关，支持4G多卡聚合(弱网聚合)的硬件设计合
随着5G产业化的热潮，5G的应用场景越来越多，为了配合5G的产业化的发展。采用banana Pi BPI-R64为基础硬件平台，开发5G融合通信网关，产品支持标准5G应用，并支持多达4路4G LTE通信模块，并采用自主研发的4G多路聚合协议。支持4G多卡聚合应用，可以4G多卡聚合传送高清视频 。并支持5个千兆网口，wifi 802.11 b/g/n/ac. 产品完整实现5G, 4G, 千兆有线网络，5.8g wifi无线融合应用。多卡聚合融合通信终端产品：https://b04.ickimg.com/201909/10ac8ed53cf4d031ed3d108c14ac2067.jpg多卡聚合融合通信服务器https://b03.ickimg.com/201909/9ad0f2630d9f802def43ce58df668f5f.jpg4G多卡聚合技术原理随着4G基站的覆盖率上升，运营商的网络优化调整，当今的网络环境似乎已经能让我们舒服沉浸在虚拟世界中，但实则大多数流畅的体验还停留在小数据量的使用中。受客观物理环境波动和用户行为的影响，网络状况常出现同频干扰、弱信号、竞争流量干扰、忙时拥塞，以上的现象都能造成了延迟、丢包陡增和波动。
https://b03.ickimg.com/201909/faa5bbeb0eeda11701a8ae6683986720.pnghttps://b03.ickimg.com/201909/39630c40a73c04767cfbf15bc19959fd.png根据以上图表，我们可以得出 200Mbps带宽随着延迟和丢包率增大的时候，网络TCP吞吐量将减小。为了满足直播的低延迟、高清晰度、高吞吐、高稳定性的需求，仅仅靠单一网络是无法满足的。随着直播需求越来越大，部分编码器厂商推出了各自的聚合直播产品。第一步：多链路的并行传输
https://b01.ickimg.com/201909/04e5d8377b0c24e97f0213ca9e693d53.png当音视频压缩编码完成后，拆分单元将数据包进行分组，再通过多个网络通道发往聚合服务器做汇聚。第二步：链路权重调整
因为4G、WiFi常受环境影响，易出现网络抖动、延迟大、丢包率高的情况，通常称之为非可靠性网络。倘若某个链路的数据传输不能及时送达服务器，无法还原画面，则将出现花屏、卡顿等情况。为了解决以上问题，接收端收到数据包后，反馈一个接收质量的信息表给发送端，发送端设备再依据丢包率、延迟、信号质量等多项参数做一个权重决策，保证每条链路的传输稳定性和带宽利用率最大化。
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以上的处理仍会遇到一个问题，多通道网络总带宽小于直播传输所需带宽。例如：基站覆盖原因，直播场地距离基站太远，信号较弱；现场人员密集导致基站拥塞；某张卡突然欠费停机等。第三步：网络自适应，实时判断网络带宽总量
当网络带宽不足时，通过降低分辨率、帧率、码率、GOP值等来调整音视频数据量大小，来保障直播的流畅性。
https://b05.ickimg.com/201909/7b744ba4d4e520d864644113f3943fc3.pnghttps://b02.ickimg.com/201909/508872bc5143ac47b5828fdf7f6a44e2.png综上所述，聚合算法主要分为三部分：
[*]多链路的网络传输，这里涉及到的参数指标有：延迟、分包大小、丢包率、…
[*]各链路权重调整，这里涉及到的参数指标有：参数的影响比重、预测、…
[*]流媒体码率的自适应，这里涉及到的参数指标有：收敛恢复的速度、…
以上种种指标最终决定了一个聚合产品的性能。硬件设计：产品采用MTK7622 四核64位A53芯片设计，主频达到1.35G. 板载1-2g DDR内存，8g eMMC存储。可以支持OpenWRT,Linux,Android操作系统，深度定制小草科技的融合通信软件平台。提供完整的融合通信，多链路通信解决方案。并且支持IoT扩展板。自由加入IoT应用。主要硬件指标：MediaTek MT7622,1.35GHZ 64 bit dual-core ARM Cortex-A53
(1-2)G DDR and 8G eMMC flash
1x5G port , Use USB 3.0 or PCIe bus.
4x4G LTE , support OpenMPTCProuter Multiple polymerization protocol.
5xGigabit port. support VPN ,router function.
wifi 802.11 b/g/n/ac function support.
IoT expanding applicationPCBA :
https://b05.ickimg.com/201909/4f13b0f85f6da4c07480aae4a6e32486.jpg硬件接口示意：
https://b04.ickimg.com/201909/ca339cf3c3fcab44bb6ff23192ff773a.jpghttps://b02.ickimg.com/201909/e1a29fde910a841e006d9780bae0f716.jpg产品应用方向：可应用在通信车、指挥车、智慧警车、医疗救护、工程及抢险车（水、电、气、消防车等）、货物运输及客运车辆、高铁、移动金融等场景下。产品特性：1，5G高速接入，5G技术具有更高的吞吐量，给万物互联提供了更高的可能性，实时性。2，多路聚合，网速保证：可聚合多路有线、4路4G无线链路，形成一条高速、稳定、安全的大容量上下行通道。支持移动/联通/电信所有运营商4G无线网络混用，支持专线/DAL有线链路、卫星链路3，高稳定、便利性：前端传送的数据可以对链路进行更好的优选和负载配置，从而有效规避数据盲发导致的链路拥塞，最大限度利用所有可用信道，形成稳定的通信链路4，高安全性：融合设备将原始数据进行拆包、加密处理后，通过不同通道发送至服务端，根据每个通道通信能力动态调整各个链路负载，终端与服务端还内置VPN，做到数据多达4重保护，传输过程中任一通道的数据都将是无效的。5，工业级AP接入：设备内置工业级AP模块，适用于各种环境下的WIFI设备接入/桥接等场景。6，丰富IoT物联网扩展接口，支持主流的Zigbee,Z-Wave,NB-IoT,LoRA,PLC等功能扩展。 5G + 4G LTE + Wifi AC + 5千兆网口 多卡聚合融合通信网关
http://wiki.banana-pi.org/5G_%2B_4G_LTE_%2B_Wifi_AC_%2B_5%E5%8D%83%E5%85%86%E7%BD%91%E5%8F%A3_%E5%A4%9A%E5%8D%A1%E8%81%9A%E5%90%88%E8%9E%8D%E5%90%88%E9%80%9A%E4%BF%A1%E7%BD%91%E5%85%B3
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