Android 14 Telephony 网络选择功能介绍

一、总体介绍

（一）功能

手动搜网的流程：用户通过UI触发，调用TelephonyManager的API，比如startNetworkScan，然后这个请求会传递到RIL层，通过AT命令与基带通信，进行网络扫描。结果返回后，经过TelephonyRegistry通知应用层。中间可能涉及IPC，比如Binder通信，因为应用和系统服务运行在不同的进程。

自动搜网的流程：由系统服务如ConnectivityService或NetworkPolicyManager根据网络状态变化（如信号强度变化）触发，调用相应的模块进行评估，比如根据信号强度、优先级策略等选择最佳网络，然后通过RIL层切换网络。可能用到NetworkSelection模块，评估网络质量，计算得分，然后切换。

Note：以上是一般情况。

异常处理：

• 手动模式超时：EVENT_GET_OPERATOR_LIST_COMPLETE未响应时触发onError(Callback.ERROR_TIMEOUT)
• 自动模式降级策略：当首选PLMN不可用时，按RSSI阈值自动切换至次优网络
• Modem异常捕获：通过RILReceiver线程监控Socket连接状态

（二）需求

运营商需求：当SIM卡设置中选择了自动搜网，那么在重启开机后要执行一次手动搜网。而手动搜网且驻网失败时会自动切换的自动搜网。

开发方案问题：若基于本身单卡的实现，只搜索卡槽0的，而且写成了单线程，那么就在适配双卡的过程中还需要调整设计模式。那么AOSP双卡搜网逻辑是怎样的呢？或许没有这种开机的需求，就不存在问题。

Note：以下基于 Android 14 源码逻辑分析，不同 Android 版本实现细节可能存在差异。

（三）交互方式

• 中间件交互方式主要包括Binder、HIDL（HAL 接口定义语言）/AIDL接口，因为Android的框架层和底层服务通过这些IPC机制跨进程通信。

  • 参考文章：使用 binder IPC  |  Android Open Source Project。
  • 从 Android 8 开始，Android 框架和 HAL （Hardware Abstract Layer）现在使用 Binder 互相通信。
  • 由于这种通信方式极大地增加了 Binder 流量，因此 Android 8 包含了几项改进，旨在确保 Binder IPC 的速度。SoC 供应商和原始设备制造商 (OEM) 应直接从 android-4.4、android-4.9 及更高版本内核/通用项目的相关分支进行合并。

  • 使用 Binder IPC

    一直以来，供应商进程都使用 Binder 进程间通信 (IPC) 技术进行通信。在 Android 8 中，/dev/binder 设备节点成为框架进程的专有节点，这意味着供应商进程无法再访问此节点。供应商进程可以访问 /dev/hwbinder，但必须将其 AIDL 接口转为使用 HIDL。对于想要继续在供应商进程之间使用 AIDL 接口的供应商，Android 会按以下方式支持 Binder IPC。 在 Android 10 中，稳定的 AIDL 允许所有进程使用 /dev/binder，同时还力求解决 HIDL 和 /dev/hwbinder 已解决的稳定性保证。如需了解如何使用 Stable AIDL，请参阅适用于 HAL 的 AIDL。

• 命令方面，RIL层可能使用AT命令
  •  比如AT+COPS用于运营商选择。
• 传输方式可能通过socket或RILD与modem通信。RIL使用socket与modem通信，而框架层使用Binder。
  • rild：旧版基于Socket，新版逐步转向HIDL（Binder）。Android 8 之前还是socket。
  • netd：核心功能依赖Socket（Netlink + 本地Socket），辅助使用Binder。
  • 是否“属于Socket通信”？架构对比：
    • 传统架构：两者均重度依赖Socket。（RIL.java -> ril.cpp）
    • 现代架构：rild部分功能迁移至Binder（RIL.java -> ril_service.cpp），netd仍以Socket为主。

如下图，Android 8（Orea，包含8.0和8.1）之前Telephony与modem之间使用socket通信，属于RILD；Android 8之后使用HIDL通信。

Telephony和Modem通信方式：socket（Android O 之前旧版）

Telephony和Modem通信方式：HIDL（Android O 之后新版）

Note：可以专门一篇文章介绍通信方式的代码变更。

（四）功能相关核心模块

 核心模块

模块/组件	职责	关键类/接口
TelephonyManager	对外API暴露	TelephonyManager.java
ServiceStateTracker	网络状态跟踪	ServiceStateTracker.java
RIL (Radio Interface)	与Modem通信的HAL层	RIL.java, RILRequest.cpp
NetworkPolicyManager	策略管理	NetworkPolicyManagerService
CarrierConfigLoader	加载运营商策略	CarrierConfigManager.java

（五）关键传输协议

1. AT命令协议

   • 手动搜网：AT+COPS=?（查询运营商列表）
   • 自动选网：AT+COPS=0（启用自动模式）

2. RIL协议定义

   • 请求类型：RIL_REQUEST_QUERY_AVAILABLE_NETWORKS
   • 异步事件：RIL_UNSOL_NETWORK_STATE_CHANGED
3. Binder接口

// ITelephony.aidl
interface ITelephony {List<NetworkInfo> getAvailableNetworks();void setNetworkSelectionModeAutomatic();
}

二、Android设计思想

（一）网络选择 Roadmap

参考文档：网络选择  |  Android Open Source Project（本部分介绍了搭载 Android 12 或更高版本的设备以及搭载 Android 11 及更低版本的设备的网络选择行为。）

对于搭载 Android 12 或更高版本的设备，Android 使用 NetworkScore 类在可用网络之间进行选择。这个类包含制定政策决策所需的许多标志。在语义上，每个标志均表示对网络选择而言非常重要的一个网络属性。

网络代理 (NetworkAgent) 使用 POLICY_TRANSPORT_PRIMARY 标志指明当同一传输中存在多个网络时，相应网络是首选。一个典型的示例就是双 SIM 卡设备，其“设置”中设有一个切换开关，可供用户选择默认使用哪张 SIM 卡。在指定的传输中，Android 倾向于选择带有 POLICY_TRANSPORT_PRIMARY 标志的网络，而不是没有该标志的网络。

网络代理使用 POLICY_EXITING 标志来识别预计很快会断开连接的网络。一个典型的示例就是，当用户走出某个 Wi-Fi 网络的信号范围时，该网络的质量会下降。如果有另一个不带此标志的网络可用，Android 会避免使用带有此标志的网络。每个网络代理都可以确定网络何时会降级到可以被视作退出的状态。

NetworkScore类还允许网络代理（network agent） 使用 KEEP_CONNECTED_FOR_HANDOVER 标志和 NetworkScore.Builder.setKeepConnectedReason 方法声明某个网络会保持畅通。这个 KEEP_CONNECTED_FOR_HANDOVER 标志对潜在的网络很有用，它允许网络代理在次要 Wi-Fi STA 上建立一个网络，而不把它作为主要网络，直到完成网络性能评估为止。如果网络代理未声明此标志，则在代理有机会评估网络性能之前，潜在的网络会因为没有处理任何请求而被断开。

如果两个网络都可以处理指定请求（Note：在Android 11中，以上并且具有相同的数字得分，相应行为暂未定义。），并且从政策的角度来看是等效的，Android 会优先选择当前正在处理该请求的网络。如果没有任何网络在处理请求，Android 会选择其中一个网络。之后，Android 将继续优先选择此网络，直至政策标志发生改变。

网络选择功能的实现位于 AOSP 的 Connectivity 模块中。网络选择的政策逻辑位于 NetworkRanker 类及其辅助类中。这意味着设备制造商无法直接自定义网络选择代码，而必须使用 NetworkScore 中的标志来传达有关网络的必要信息。

Conectiivity 是 Google Mainline的模块，OEM不能修改其内逻辑。

对于搭载 Android 11 或更低版本的设备，Android 会根据通过网络代理 (NetworkAgent) 实现发送的简单整数来执行网络选择。对于每个请求，Android 会选择能够满足请求且得分最高的网络。这个数字得分由网络代理发送的整数加上根据多个条件（如网络是否经过验证或者网络是否是 VPN）给予的额外加分或罚分组成。各个网络代理会相互同步，以便制定政策决策。</