一種基于VoIP技術(shù)的4G井下無(wú)線通訊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于VoIP技術(shù)的4G井下無(wú)線通訊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]4G第四代移動(dòng)通訊系統(tǒng)，擁有10Mbps?150Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，也就是4G意味著用戶可以體驗(yàn)到最大12.5MB/s?18.75MB/s的下行速度。是當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流中國(guó)移動(dòng)3G速度的35倍，中國(guó)聯(lián)通3G速度的14倍。
[0003]EPC(Evolved Packet Core network)演進(jìn)型分組核心網(wǎng)，主要包括MME(MobilityManagement Entity)移動(dòng)性管理實(shí)體和SGW(Serving Gate Way)服務(wù)SIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備，PGff (Packet Data Network Gateway)數(shù)據(jù)SIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備。MME主要負(fù)責(zé)的有非接入層信令的加密、完整性保護(hù)和安全控制，并對(duì)空閑狀態(tài)下的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)性管理(簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是控制面的相關(guān)工作)。SGW主要負(fù)責(zé)用戶面數(shù)據(jù)包及用戶平面切換(簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是用戶面的相關(guān)工作)。PGW終結(jié)和外面數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口，負(fù)責(zé)管理3G和非3G間的數(shù)據(jù)路由，管理3G接入和非3G接入間的移動(dòng)，還負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)地址分配(DHCP)、策略執(zhí)行、計(jì)費(fèi)等功能，。
[0004]Iu接口負(fù)責(zé)3G核心網(wǎng)(CN)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC(Rad1 Network Controller)之間的信令交互。Iu接口分為IuCS和IuPS，前者將RNC與核心網(wǎng)電路域相連，后者將RNC與核心網(wǎng)分組域的相連。
[0005]SI接口是4G基站與EPC (分組核心網(wǎng))之間的通訊接口。
[0006]VoIP (Voice over Internet Protocol)就是將模擬信號(hào)數(shù)字化，以數(shù)據(jù)封包的形式在IP網(wǎng)絡(luò)上做實(shí)時(shí)傳遞。
[0007]SIP (Sess1n Initiat1n Protocol)初始會(huì)話協(xié)議，是一個(gè)應(yīng)用層的信令控制協(xié)議。用于創(chuàng)建、修改和釋放一個(gè)或多個(gè)參與者的會(huì)話。這些會(huì)話可以是Internet多媒體會(huì)議、IP電話或多媒體分發(fā)。會(huì)話的參與者可以通過(guò)組播、網(wǎng)狀單播或兩者的混合體進(jìn)行通信。
[0008]CS Fallback(CSFB):CSFB是4G終端通過(guò)電路域使用語(yǔ)音業(yè)務(wù)的一種方案，終端平時(shí)駐留在4G網(wǎng)絡(luò)，使用4G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)起語(yǔ)音呼叫或者接收語(yǔ)音呼叫的時(shí)候，終端回落到2G/3G電路域進(jìn)行語(yǔ)音呼叫，結(jié)束后再返回4G。
[0009]MA認(rèn)證是煤礦安全標(biāo)志準(zhǔn)用證，井下使用的防爆電器產(chǎn)品均實(shí)施煤礦安全認(rèn)證(MA認(rèn)證)，是由國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局授權(quán)發(fā)證的。
[0010]當(dāng)前隨著無(wú)線技術(shù)在井下的不斷應(yīng)用，4G技術(shù)也被引入到了井下，并通過(guò)4G電話實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話，作為替代井下小靈通，2G, 3G系統(tǒng)的一種技術(shù)。
[0011]當(dāng)前的大多數(shù)井下無(wú)線通訊使用的基本使用的是小靈通，3G，WiFi無(wú)線通訊系統(tǒng)，但隨著礦井對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，特別是無(wú)線視頻傳輸應(yīng)用的需求，小靈通無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，3G數(shù)據(jù)通道的帶寬最高只有7M，無(wú)法滿足多路高清視頻傳輸?shù)囊螅琖iFi無(wú)線通訊系統(tǒng)能夠提供54M的帶寬能夠滿足視頻傳輸?shù)囊?，但其語(yǔ)音存在的先天不足，話音質(zhì)量明顯滿足不了電信級(jí)別的話音應(yīng)用，特別在W1-Fi電話在移動(dòng)過(guò)程中，易產(chǎn)生掉話現(xiàn)象造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
[0012]而當(dāng)前礦用4G語(yǔ)音通訊系統(tǒng)基本采用集群對(duì)講技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音傳輸，但其手機(jī)終端需要特殊定制，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)與公網(wǎng)的無(wú)縫漫游互聯(lián)。
[0013]當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)4G使用單模雙待技術(shù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過(guò)4G模塊實(shí)現(xiàn)傳輸，語(yǔ)音業(yè)務(wù)通過(guò)3G/2G模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音傳輸。保證數(shù)據(jù)傳輸在4G通道達(dá)到100M帶寬，語(yǔ)音業(yè)務(wù)在3G通道傳輸又保證語(yǔ)音質(zhì)量。
[0014]也可以使用CSFB回落技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音傳輸，終端平時(shí)注冊(cè)在4G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)4G技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)有語(yǔ)音需求時(shí)，終端通過(guò)回落技術(shù)，回落到3G/2G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語(yǔ)音通訊，當(dāng)語(yǔ)音結(jié)束時(shí)，再次注冊(cè)到4G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0015]但這兩種技術(shù)都需要建立4G+3G/2G的雙核心網(wǎng)絡(luò)，終端也需要多模設(shè)備，因此網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0016]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種基于VoIP技術(shù)的4G井下無(wú)線通訊系統(tǒng)，能夠有效改善井下無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)帶寬，提高語(yǔ)音傳輸質(zhì)量，滿足礦井集中化管理要求。
[0017]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型包括設(shè)置于井下的與井下4G手機(jī)終端接通的4G基站，4G基站連接地面上的EPC，EPC順次連接地面上的SIP服務(wù)器、SIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備和與地面手機(jī)終端連通的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，SIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過(guò)Sip接口與SIP服務(wù)器連接，通過(guò)IuCs接口與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)連接。
[0018]所述4G基站與EPC間通過(guò)SI接口連接。
[0019]所述EPC與SIP服務(wù)器之間通過(guò)Sip接口連接。
[0020]所述井下4G手機(jī)終端具有VoIP方式撥號(hào)，地面手機(jī)終端具有傳統(tǒng)語(yǔ)音方式撥號(hào)。[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型使用VoIP技術(shù)與4G通訊技術(shù)相結(jié)合，將礦區(qū)內(nèi)部語(yǔ)音業(yè)務(wù)承載在私有的4G的IP網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)直接通過(guò)私有核心網(wǎng)直接接入Internet，對(duì)外再利用SIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過(guò)IuCS接口與運(yùn)營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商外部用戶與礦區(qū)內(nèi)部用戶語(yǔ)音業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，這樣一個(gè)4G系統(tǒng)其核心網(wǎng)絡(luò)只需要一套系統(tǒng)，設(shè)備終端也只需要4G模塊，大幅減少了網(wǎng)絡(luò)及終端的建設(shè)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的設(shè)備組網(wǎng)圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部4G手機(jī)終端上網(wǎng)流程圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型手機(jī)4G終端內(nèi)網(wǎng)語(yǔ)音通話流程圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型4G手機(jī)終端內(nèi)網(wǎng)外網(wǎng)雙注冊(cè)流程圖；
[0026]圖5為本實(shí)用新型4G手機(jī)終端內(nèi)外網(wǎng)語(yǔ)音通話流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括設(shè)置于井下的與井下4G手機(jī)終端101接通的4G基站102，4G基站102連接地面上的EPC103，EPC103順次連接地面上的SIP服務(wù)器104、SIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備105和與地面手機(jī)終端107連通的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)106，井下4G手機(jī)終端101具有VoIP方式撥