一种基于VoIP技术的4G井下无线通讯系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无线通信领域，具体涉及一种基于VoIP技术的4G井下无线通讯系统。
【背景技术】
[0002]4G第四代移动通讯系统，拥有10Mbps?150Mbps的下行网络带宽，也就是4G意味着用户可以体验到最大12.5MB/s?18.75MB/s的下行速度。是当前国内主流中国移动3G速度的35倍，中国联通3G速度的14倍。
[0003]EPC(Evolved Packet Core network)演进型分组核心网，主要包括MME(MobilityManagement Entity)移动性管理实体和SGW(Serving Gate Way)服务SIP网关设备，PGff (Packet Data Network Gateway)数据SIP网关设备。MME主要负责的有非接入层信令的加密、完整性保护和安全控制，并对空闲状态下的移动台进行移动性管理(简单点说就是控制面的相关工作)。SGW主要负责用户面数据包及用户平面切换(简单点说就是用户面的相关工作)。PGW终结和外面数据网络的接口，负责管理3G和非3G间的数据路由，管理3G接入和非3G接入间的移动，还负责动态地址分配(DHCP)、策略执行、计费等功能，。
[0004]Iu接口负责3G核心网(CN)和无线网络控制器RNC(Rad1 Network Controller)之间的信令交互。Iu接口分为IuCS和IuPS，前者将RNC与核心网电路域相连，后者将RNC与核心网分组域的相连。
[0005]SI接口是4G基站与EPC (分组核心网)之间的通讯接口。
[0006]VoIP (Voice over Internet Protocol)就是将模拟信号数字化，以数据封包的形式在IP网络上做实时传递。
[0007]SIP (Sess1n Initiat1n Protocol)初始会话协议，是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播、网状单播或两者的混合体进行通信。
[0008]CS Fallback(CSFB):CSFB是4G终端通过电路域使用语音业务的一种方案，终端平时驻留在4G网络，使用4G数据业务，当发起语音呼叫或者接收语音呼叫的时候，终端回落到2G/3G电路域进行语音呼叫，结束后再返回4G。
[0009]MA认证是煤矿安全标志准用证，井下使用的防爆电器产品均实施煤矿安全认证(MA认证)，是由国家煤矿安全监察局授权发证的。
[0010]当前随着无线技术在井下的不断应用，4G技术也被引入到了井下，并通过4G电话实现语音通话，作为替代井下小灵通，2G, 3G系统的一种技术。
[0011]当前的大多数井下无线通讯使用的基本使用的是小灵通，3G，WiFi无线通讯系统，但随着矿井对无线数据传输，特别是无线视频传输应用的需求，小灵通无法实现数据传输，3G数据通道的带宽最高只有7M，无法满足多路高清视频传输的要求，WiFi无线通讯系统能够提供54M的带宽能够满足视频传输的要求，但其语音存在的先天不足，话音质量明显满足不了电信级别的话音应用，特别在W1-Fi电话在移动过程中，易产生掉话现象造成系统的不稳定。
[0012]而当前矿用4G语音通讯系统基本采用集群对讲技术实现语音传输，但其手机终端需要特殊定制，并且无法实现专网与公网的无缝漫游互联。
[0013]当前运营商网络传统4G使用单模双待技术，数据业务通过4G模块实现传输，语音业务通过3G/2G模块实现语音传输。保证数据传输在4G通道达到100M带宽，语音业务在3G通道传输又保证语音质量。
[0014]也可以使用CSFB回落技术实现语音传输，终端平时注册在4G网络通过4G技术传输数据，当有语音需求时，终端通过回落技术，回落到3G/2G网络进行语音通讯，当语音结束时，再次注册到4G网络，实现数据的传输。
[0015]但这两种技术都需要建立4G+3G/2G的双核心网络，终端也需要多模设备，因此网络建设成本较高。
【实用新型内容】
[0016]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种基于VoIP技术的4G井下无线通讯系统，能够有效改善井下无线传输数据带宽，提高语音传输质量，满足矿井集中化管理要求。
[0017]为了达到上述目的，本实用新型包括设置于井下的与井下4G手机终端接通的4G基站，4G基站连接地面上的EPC，EPC顺次连接地面上的SIP服务器、SIP网关设备和与地面手机终端连通的运营商网络，SIP网关设备通过Sip接口与SIP服务器连接，通过IuCs接口与运营商网络连接。
[0018]所述4G基站与EPC间通过SI接口连接。
[0019]所述EPC与SIP服务器之间通过Sip接口连接。
[0020]所述井下4G手机终端具有VoIP方式拨号，地面手机终端具有传统语音方式拨号。[0021 ] 与现有技术相比，本实用新型使用VoIP技术与4G通讯技术相结合，将矿区内部语音业务承载在私有的4G的IP网络上，数据业务直接通过私有核心网直接接入Internet，对外再利用SIP网关设备通过IuCS接口与运营商3G网络对接，实现运营商外部用户与矿区内部用户语音业务的互联互通，这样一个4G系统其核心网络只需要一套系统，设备终端也只需要4G模块，大幅减少了网络及终端的建设成本。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的设备组网图；
[0023]图2为本实用新型内部4G手机终端上网流程图；
[0024]图3为本实用新型手机4G终端内网语音通话流程图；
[0025]图4为本实用新型4G手机终端内网外网双注册流程图；
[0026]图5为本实用新型4G手机终端内外网语音通话流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0028]参见图1，本实用新型包括设置于井下的与井下4G手机终端101接通的4G基站102，4G基站102连接地面上的EPC103，EPC103顺次连接地面上的SIP服务器104、SIP网关设备105和与地面手机终端107连通的运营商网络106，井下4G手机终端101具有VoIP方式拨