CN114245326A - 一种煤矿专网与运营商lte核心网互通的方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法、系统及设备，涉及矿用通信技术领域；其方法包括：构建分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网的IP基站服务器，用于运营商LTE核心网和煤矿专网的业务转发处理，实现注册、语音、短信业务功能；部署APK至移动端，移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下，用于操控注册、语音和短信业务。本发明通过构建IP基站服务器实现运营商LTE核心网和煤矿专网的互通，使得矿井下专网用户与运营商网络号码可直接进行语音通话和信息传送，紧急联系不在矿区的人员，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及矿用通信技术领域，具体涉及一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法、系统及设备。
背景技术
现有的煤矿有线调度系统或者无线通信系统大部分只能实现内部号码之间的语音通话，满足矿井下工作联络和地面调度使用，无法与运营商网络实现语音通话、短信业务。
而少数一些与运营商网络连接的煤矿专网，也只是能实现内部号码转接到运营商网络或者运营商号码呼叫分机号转接到煤矿井下专网号码，不是直接呼叫，且操作较为繁琐，也不支持短信互通功能。
发明内容
本发明目的在于提供一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法、系统及设备，通过构建分别与运营商LTE核心网、煤矿专网通信的IP基站服务器，对数据进行转发，解决矿井下煤矿专网用户与运营商LTE核心网的号码直接通话和短信互通的问题。
为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，包括：
构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便IP基站服务器和运营商LTE核心网进行信息交互；
部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；
注册移动端上APK至运营商LTE核心网，以便移动端上APK和IP基站服务器间进行信息交互。
进一步的，所述注册移动端上APK至运营商LTE核心网的过程为：
启动移动端上APK，获取GLMS的信息，包括Agent服务器地址，以判断所述APK是否被允许注册；
当所述APK被允许注册时，发送注册请求至Agent服务器，并经Agent服务器转发注册请求至GW服务器，以便GW服务器以3GPP协议发送注册请求到运营商LTE核心网；
接收Agent服务器反馈的鉴权请求；所述鉴权请求由运营商LTE核心网处理注册请求后反馈至GW服务器，GW服务器将鉴权请求发送给Agent服务器，以便Agent服务器下发至移动端上APK；
发送鉴权应答至Agent服务器，Agent服务器转发鉴权应答至GW服务器并上传到运营商LTE核心网；
接收Agent服务器反馈的注册应答，所述注册应答由运营商LTE核心网处理鉴权应答后反馈至GW服务器，进而GW服务器经Agent服务器转发注册应答至移动端上APK；
接收注册应答。
进一步的，还包括：运行APK；
操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
通过APK的拨号盘拨打运营商号码，主叫APK播放回铃音，以便被叫振铃，并且显示来电号码为运营商LTE核心网中注册的usim卡号码；
当所述被叫选择接听电话后，所述APK通过运营商LTE核心网中注册的usim卡号码与被拨打的运营商号码正常语音通话，并且在所述主叫APK或被叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
进一步的，还包括：运行APK；
操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
APK振铃，并选择接听后，所述APK通过运营商LTE核心网中任一运营商号码主叫移动端上usim卡号码与该运营商号码正常语音通话，并且在所述被叫APK或主叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
进一步的，还包括：运行APK；
操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
操作APK短信功能，采用APK移动端的usim卡号码向运营商LTE核心网中至少一个运营商号码发送第一短信，所述第一短信经IP基站服务器转送；
APK显示发送成功的提示消息；
提示并接收至少一个运营商号码向APK移动端的usim卡号码发送的第二短信，所述第二短信经IP基站服务器转送；
操作APK短信功能，展示第二短信内容。
本发明另一技术方案在于提供一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的系统，该系统包括IP基站服务器、运营商LTE核心网、煤矿专网和APK；
所述IP基站服务器设置有双网卡，并通过双网卡分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网，用于运营商LTE核心网和煤矿专网的业务转发处理，实现注册、语音、短信业务功能；
所述APK安装在至少一个移动端上，通过煤矿专网通信连接于IP基站服务器，包括用于操控注册、语音和短信业务；其中，所述移动端采用usim卡的运营商与所述运营商LTE核心网的运营商一致，并且所述移动端运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下。
进一步的，所述IP基站服务器包括服务器硬件和服务软件，其中，服务软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
所述GW服务器包括三个模块，依次为volte_enb、volte_ue和sip_server，所述volte_enb、volte_ue和sip_server间采用UDP协议通讯，并且GW服务器对运营商LTE核心网协议采用S1接口，遵循3GPP协议T36.413的S1AP协议，用于实现UE上下文的管理、传输NAS信令、业务承载E-RAB管理和寻呼功能；
所述Agent服务器包括两个模块，依次为AgentS和AgentT，所述Agent服务器 采用TCP协议通讯，用于APK间协议交互和采用RTP协议推送数据流；
所述GLMS和数据库用于所述IP基站服务器服务软件的相关配置和APK用户管理配置的界面操作；
所述APK包括三个模块，依次为UI交互模块、业务处理模块和安卓数据库操作模块，用于注册登录交互、语音通话实现和短信收发展示。
本发明又一技术方案在于提供一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的设备，该设备包括：
构建模块，用于构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
第一注册模块，用于注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便在IP基站服务器和运营商LTE核心网间进行信息交互；
部署模块，用于部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；
第二注册模块，用于注册移动端上APP至运营商LTE核心网，以便在移动端上APP至IP基站服务器间进行信息交互；
所述第二注册模块的执行过程为：启动移动端上APP，获取GLMS的信息，包括Agent服务器地址，以判断所述APP是否被允许注册；当所述APK被允许注册时，发送注册请求至Agent服务器，Agent服务器将注册请求转发GW服务器，GW服务器以3GPP协议发送注册请求到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的鉴权请求，其中，鉴权请求由运营商LTE核心网处理注册请求后反馈至GW服务器，GW服务器将鉴权请求发送给Agent服务器，Agent服务器下发至移动端上APK；发送鉴权应答至Agent服务器，Agent服务器转发鉴权应答至GW服务器并上传到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的注册应答，所述注册应答由运营商LTE核心网处理鉴权应答后反馈至GW服务器，进而GW服务器经Agent服务器转发注册应答至移动端上APK；接收注册应答。
进一步的，所述设备还包括：
第一启动模块，用于启动并运行APK；
第一操作模块，用于操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
拨号模块，用于通过APK的拨号盘拨打运营商号码，主叫APK播放回铃音，以便被叫振铃并显示来电号码为运营商LTE核心网中注册的usim卡号码；
拨号通话模块，用于当所述被叫选择接听电话后，所述APK通过运营商LTE核心网中注册的usim卡号码与被拨打的运营商号码正常语音通话，并且在所述主叫APK或被叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态；
接听通话模块，用于提示APK振铃并选择接听后，所述APK通过被运营商LTE核心网中任一运营商号码主叫的移动端上usim卡号码与该运营商号码正常语音通话，并且在所述被叫APK或主叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
进一步的，所述设备还包括：
第二启动模块，用于启动并运行APK；
第二操作模块，用于操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
短信发送模块，用于操作APK短信功能，采用APK移动端的usim卡号码向运营商LTE核心网中至少一个运营商号码发送第一短信，所述第一短信经IP基站服务器转送；
显示模块，用于APK显示发送成功的提示消息；
短信接收模块，用于提示并接收至少一个运营商号码向APK移动端的usim卡号码发送的第二短信，所述第二短信经IP基站服务器转送；
第三操作模块，用于操作APK短信功能，展示第二短信内容。
由以上技术方案可知，本发明的技术方案获得了如下有益效果：
本发明公开的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法、系统及设备，其方法包括：构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便IP基站服务器和运营商LTE核心网进行信息交互；部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；注册移动端上APK至运营商LTE核心网，以便移动端上APK和IP基站服务器间进行信息交互。对于系统，IP基站服务器的设计，能支持井下专用用户在无运营商信号覆盖环境对运营商用户进行短信的收发业务、语音呼接听业务。
本发明的方法、系统及设备通过搭建IP基站服务器实现运营商LTE核心网和煤矿专网的互通，操作应用简便，使得矿井下专网用户与运营商网络号码可直接进行语音通话和信息传送，紧急联系不在矿区的人员，指导或者协助工作；一方面极大的提高了沟通效能，扩充矿井下联系方式类型；另一方面，该互通方式不依托于工作软件沟通交流，显著增强工作效率以及在应急避险指挥等场景中的应用。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1为本发明方法的实现流程图
图2是本发明系统连接框图；
图3是本发明方法应用于注册流程图；
图4是本发明方法应用于主叫流程图；
图5是本发明方法应用于被叫流程图；
图6是本发明方法应用于发送短信流程图；
图7是本发明方法应用于接收短信的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件， 并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
现有的煤矿有线调度系统或者无线通信系统大多只能实现局域网内部号码之间的语音通话，仅用于满足矿井区域地面调度和井下工作联络使用，在局域网外无法远程通信；部分煤矿专网通过设置分机转接实现与运营商号码的通信，但这种方式不仅不能直接呼叫运营商号码、支持短信互通功能，并且操作繁琐。本发明针对上述矿井下煤矿专网用户与运营商网络号码不能直接通话和短信的问题提出一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法、系统及设备，通过建立IP基站服务器，使得矿井下煤矿专网用户注册到运营商LTE核心网中，与运营商号码直接进行语音通话和短信收发。
下面结合具体实施例，对本发明公开的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法、系统及设备作进一步具体介绍。
结合图1所示的流程图，实施例公开的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，包括如下步骤：
步骤S102，构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
对于IP基站服务器，如图2所示，其内设置双网卡实现分别与运营商LTE核心网和煤矿专网通信连接，IP基站服务器中GW服务器采用3GPP协议T36.413的S1AP协议与运营商LTE核心网通信，Agent服务器采用自有协议与煤矿专网通信。实现的效果为，IP基站服务器对运营商LTE核心网和煤矿专网的业务转发处理，实现注册、语音、短信业务功能。
步骤S104，注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便IP基站服务器和运营商LTE核心网进行信息交互；IP基站服务器注册并配置连接运营商LTE网络的过程包括：1）配置运营商LTE核心网的MME地址、2）配置TAC参数3）配置ENODEBID和4）参数配置CELLID参数。
该步骤旨在于将IP基站服务器注册为运营商网络下一子基站，以便后续数据传输时供运营商核心网识别和发送数据，实现数据交换。
步骤S106，部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；
步骤S108，注册移动端上APK至运营商LTE核心网，以便移动端上APK和IP基站服务器间进行信息交互。
一般井下移动端主要为手机，APK部署在手机上，在手机上的表现形式为一可操作的APP。具体的，注册移动端上APK至运营商LTE核心网的过程为：启动移动端上APK，获取GLMS的信息，包括Agent服务器地址，以判断所述APK是否被允许注册；当所述APK被允许注册时，发送注册请求至Agent服务器，并经Agent服务器转发注册请求至GW服务器，以便GW服务器以3GPP协议发送注册请求到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的鉴权请求；所述鉴权请求由运营商LTE核心网处理注册请求后反馈至GW服务器，GW服务器将鉴权请求发送给Agent服务器，以便Agent服务器下发至移动端上APK；发送鉴权应答至Agent服务器，Agent服务器转发鉴权应答至GW服务器并上传到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的注册应答，所述注册应答由运营商LTE核心网处理鉴权应答后反馈至GW服务器，进而GW服务器经Agent服务器转发注册应答至移动端上APK；接收注册应答。
结合图3所示的流程图，启动手机上APP，获取GLMS服务器的信息，包括Agent服务器地址，如果允许注册，则向Agent服务器发起注册；如果不满足条件，不发起注册。随即，APP向服务器发起注册请求（APP_AGENT_REGISTER
_REQ），经由其转发至GW服务器，GW服务器预先与运营商LTE核心网建立默认PDN承载连接；Agent服务器向APP发送鉴权请求（AGENT_APP_AUTH
_REQ），该过程会走两次，分别是nas和sip鉴权；APP向服务器发送鉴权应答（APP_AGENT_AUTH_RSP），应答例如该APP对应的UE有权限注册；然后Agent服务器向APP发送注册应答（AGENT_APP_REGISTER_RSP），APP端接收该注册应答，表示为例如在APP上提示注册成功的消息。
图4至图7分别示出了上述图1和图2实现运营商LTE核心网与煤矿专网互通后，井下移动端设备与运营商号码的具体应用实例。
当应用于井下移动端正常主叫运营商号码时，实现步骤包括：运行APK；操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；通过APK的拨号盘拨打运营商号码，主叫APK播放回铃音，被叫振铃，并且显示来电号码为运营商LTE核心网中注册的usim卡号码；当所述被叫选择接听电话后，所述APK通过运营商LTE核心网中注册的usim卡号码与被拨打的运营商号码正常语音通话，并且在所述主叫APK或被叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
结合图4所示，当移动端通过APP经Agent服务器将其usim卡号码在运营商LTE核心网中注册后，直接由APP向运营商号码发送通话请求，向Agent服务器发出信令APP_AGENT_CALLING_REQ，该请求经Agent服务器转送，并通过sip协议发起对应的呼叫；Agent服务器转送呼叫请求至GW服务器，并接收运营商LTE核心网经GW服务器反馈的接听确认，然后发送至APP，即其向APP发出信令AGENT_APP_UE_ALERT，APP和GW服务器件建立UDP数据socket；随后，收运营商LTE核心网经GW服务器向Agent服务器发送接听应答，并经Agent服务器向APP转送，即发出信令AGENT_APP_CALLING_RSP；APP收到该消息后采取如下操作之一：接听应答result为0，代表被叫接通，可以采集本地Mic语音信息，并通过UDP数据socket上传，在APP和GW服务器之间进行RTP数据传输；接听应答result为1，代表对方拒绝或超时。另外，当APP收到由Agent服务器转送的挂断电话，即接收信令AGENT_APP_UE_BYE
_IND，以及APP发出的主动挂断电话，即发出信令APP_AGENT_UE_BYE_IND后，APP恢复空闲状态。
当应用于运营商号码正常主叫井下移动端时，实现步骤包括：运行APK；操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；APK振铃，并选择接听后，所述APK通过被运营商LTE核心网中任一运营商号码主叫的移动端上usim卡号码与该运营商号码正常语音通话，并且在所述被叫APK或主叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
结合图5所示，当移动端通过APP经Agent服务器将其usim卡号码在运营商LTE核心网中注册后，且主叫的运营商号码拨打移动端usim卡号码，先确认APP的连接是否正常，即通过GW服务器向Agent服务器发出信令GW_AGT
_PAGING_IND，Agent服务器再向APP发出信令AGENT_APP_PAGING_IND，此信令由sip 协议的invite消息翻译而来；当确认APP连接正常，在Agent服务器接收GW服务器发来的信令GW_AGT_CALLED_REQ后向APP发送呼叫AGENT_APP_CALLED_REQ，APP记录Agent服务器IP和端口等信息，并播放本地铃音，显示接听界面；进而，APP向Agent服务器发送接听应答，APP接听或者挂断电话，发出信令APP_AGENT_CALLED_RSP，Agent服务器反馈信令AGT_GW_CALLED_RSP至GW服务器。其中，当APP选择接听时，APP和GW服务器进入连接态，并在APP和GW服务器间进行RTP数据传输。
当应用于主叫井下移动端向运营商号码发送短信或接收运营商号码发来的短信时，实现步骤包括：运行APK；操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；操作APK短信功能，采用APK移动端的usim卡号码向运营商LTE核心网中至少一个运营商号码发送第一短信，所述第一短信经IP基站服务器转送；APK显示发送成功的提示消息；提示并接收至少一个运营商号码向APK移动端的usim卡号码发送的第二短信，所述第二短信经IP基站服务器转送；操作APK短信功能，展示第二短信内容。
实施例中，第二短信为运营商号码向APK移动端的usim卡号码主发的短信或运营商号码对第一短信的回复信息。
发送短信如图6所示，当移动端通过APP经Agent服务器将其usim卡号码在运营商LTE核心网中注册后，直接由APP向运营商号码发送短信请求，向Agent服务器发出信令APP_AGENT_SMS_SEND_REQ，该请求经Agent服务器转送；Agent服务器转送短信请求至GW服务器通信至运营商核心网；运营商LTE核心网经GW服务器反馈的短信应答，发出信令GW_AGT_SMS_SNED_RS
P，然后由Agent服务器反馈该短信应答至APP，即其向APP发出信令AGENT_APP_SMS_SNED_RSP；短信应答包括提示发送失败和发送成功。
接收短信如图7所示，GW服务器向Agent服务器发出信令GW_AGT_SMS
_RECV_REQ，表明GW服务器已经将短信从运营商LTE核心网接收完成，并发送给Agent-S；Agent-S在收到该信令消息时即可以向GW服务器回复信令AGT_GW_SMS_RECV_RSP，并将短信发送给APP或者缓存；先通过信令AGENT_APP_SMS_RECV_REQ向APP发送接收短信消息，然后接收APP反馈的应答消息，即信令APP_AGENT_ SMS_RECV_RSP；操作APP，展示短信内容，短信的回复如图6所示，不再赘述。
本发明另一实施例公开一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的系统，该系统示例性的包括IP基站服务器、运营商LTE核心网、煤矿专网和APK；其中，IP基站服务器设置有双网卡，并通过双网卡分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网，用于运营商LTE核心网和煤矿专网的业务转发处理，实现注册、语音、短信业务功能；APK安装在至少一个移动端上，通过煤矿专网通信连接于IP基站服务器，包括用于操控注册、语音和短信业务。本系统使用时，其移动端采用usim卡的运营商与所述运营商LTE核心网的运营商一致，并且移动端运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下。
结合具体实施例，IP基站服务器设计时包括服务器硬件和服务软件，其中，服务软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；GW服务器包括三个模块，依次为volte_enb、volte_ue和sip_server，所述volte_enb、volte_ue和sip_server间采用UDP协议通讯，并且GW服务器对运营商LTE核心网协议采用S1接口，遵循3GPP协议T36.413的S1AP协议，用于实现UE上下文的管理、传输NAS信令、业务承载E-RAB管理和寻呼功能；Agent服务器包括两个模块，依次为AgentS和AgentT，所述Agent服务器 采用TCP协议通讯，用于APK间协议交互和采用RTP协议推送数据流；GLMS和数据库用于所述IP基站服务器服务软件的相关配置和APK用户管理配置的界面操作；APK包括三个模块，依次为UI交互模块、业务处理模块和安卓数据库操作模块，用于注册登录交互、语音通话实现和短信收发展示。
实施时，IP基站服务器使用传输专线与运营商LTE核心网实现业务功能操作，通过煤矿专网，例如4G/5G/WIFI，来跟井下任一手机上部署的APK进行业务操作；并且，IP基站服务在本系统中用于实现权限过滤和信息转发。
本申请的实施例，还提供一种电子设备，该设备包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，并将所述程序指令传输给处理器；当程序指令被处理器执行时，处理器运行上述实施例中的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法。
上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在计算机可读存储介质中，计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
示例性的，本实施例中就提供了这样的一种电子设备，即煤矿专网与运营商LTE核心网互通的设备，该设备适用上述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的系统，并包括如下程序模块：构建模块，用于构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；第一注册模块，用于注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便在IP基站服务器和运营商LTE核心网间进行信息交互；部署模块，用于部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；第二注册模块，用于注册移动端上APP至运营商LTE核心网，以便在移动端上APP至IP基站服务器间进行信息交互。
该煤矿专网与运营商LTE核心网互通的设备用于实现上述的实施例中煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法的功能，该设备中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。
例如，所述第二注册模块用于：启动移动端上APP，获取GLMS的信息，包括Agent服务器地址，以判断所述APP是否被允许注册；当所述APK被允许注册时，发送注册请求至Agent服务器，Agent服务器将注册请求转发GW服务器，GW服务器以3GPP协议发送注册请求到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的鉴权请求，其中，鉴权请求由运营商LTE核心网处理注册请求后反馈至GW服务器，GW服务器将鉴权请求发送给Agent服务器，Agent服务器下发至移动端上APK；发送鉴权应答至Agent服务器，Agent服务器转发鉴权应答至GW服务器并上传到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的注册应答，所述注册应答由运营商LTE核心网处理鉴权应答后反馈至GW服务器，进而GW服务器经Agent服务器转发注册应答至移动端上APK；接收注册应答。
又例如，还包括：第一启动模块，用于启动并运行APK；第一操作模块，用于操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；拨号模块，用于通过APK的拨号盘拨打运营商号码，主叫APK播放回铃音，以便被叫振铃并显示来电号码为运营商LTE核心网中注册的usim卡号码；拨号通话模块，用于当所述被叫选择接听电话后，所述APK通过运营商LTE核心网中注册的usim卡号码与被拨打的运营商号码正常语音通话，并且在所述主叫APK或被叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态；接听通话模块，用于提示APK振铃并选择接听后，所述APK通过被运营商LTE核心网中任一运营商号码主叫的移动端上usim卡号码与该运营商号码正常语音通话，并且在所述被叫APK或主叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
以及例如，还包括：第二启动模块，用于启动并运行APK；第二操作模块，用于操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；短信发送模块，用于操作APK短信功能，采用APK移动端的usim卡号码向运营商LTE核心网中至少一个运营商号码发送第一短信，所述第一短信经IP基站服务器转送；显示模块，用于APK显示发送成功的提示消息；短信接收模块，用于提示并接收至少一个运营商号码向APK移动端的usim卡号码发送的第二短信，所述第二短信经IP基站服务器转送；第三操作模块，用于操作APK短信功能，展示第二短信内容。
该设备通过构建模块、第一注册模块、部署模块和第二注册模块在煤矿专网和运营商LTE核心网间形成一通道，使得矿井下专网用户能直接与运营商号码进行语音沟通和短信互发，沟通不受距离限制，无需转接，极大的提高沟通效能。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，其特征在于，包括：
构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便IP基站服务器和运营商LTE核心网进行信息交互；
部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；
注册移动端上APK至运营商LTE核心网，以便移动端上APK和IP基站服务器间进行信息交互。
2.根据权利要求1所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，其特征在于，所述注册移动端上APK至运营商LTE核心网的过程为：
启动移动端上APK，获取GLMS的信息，包括Agent服务器地址，以判断所述APK是否被允许注册；
当所述APK被允许注册时，发送注册请求至Agent服务器，并经Agent服务器转发注册请求至GW服务器，以便GW服务器以3GPP协议发送注册请求到运营商LTE核心网；
接收Agent服务器反馈的鉴权请求；所述鉴权请求由运营商LTE核心网处理注册请求后反馈至GW服务器，GW服务器将鉴权请求发送给Agent服务器，以便Agent服务器下发至移动端上APK；
发送鉴权应答至Agent服务器，Agent服务器转发鉴权应答至GW服务器并上传到运营商LTE核心网；
接收Agent服务器反馈的注册应答，所述注册应答由运营商LTE核心网处理鉴权应答后反馈至GW服务器，进而GW服务器经Agent服务器转发注册应答至移动端上APK；
接收注册应答。
3.根据权利要求2所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，其特征在于，还包括：
运行APK；
操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
通过APK的拨号盘拨打运营商号码，主叫APK播放回铃音，被叫振铃，并且被叫显示来电号码为运营商LTE核心网中注册的usim卡号码；
当所述被叫选择接听电话后，所述APK通过运营商LTE核心网中注册的usim卡号码与被拨打的运营商号码正常语音通话，并且在所述主叫APK或被叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
4.根据权利要求2所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，其特征在于，还包括：
运行APK；
操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
APK振铃，并选择接听后，所述APK通过运营商LTE核心网中任一运营商号码主叫移动端上usim卡号码与该运营商号码正常语音通话，并且在所述被叫APK或主叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
5.根据权利要求2所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的方法，其特征在于，还包括：
运行APK；
操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
操作APK短信功能，采用APK移动端的usim卡号码向运营商LTE核心网中至少一个运营商号码发送第一短信，所述第一短信经IP基站服务器转送；
APK显示发送成功的提示消息；
提示并接收至少一个运营商号码向APK移动端的usim卡号码发送的第二短信，所述第二短信经IP基站服务器转送；
操作APK短信功能，展示第二短信内容。
6.一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的系统，其特征在于，包括IP基站服务器、运营商LTE核心网、煤矿专网和APK；
所述IP基站服务器设置有双网卡，并通过双网卡分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网，用于运营商LTE核心网和煤矿专网的业务转发处理，实现注册、语音、短信业务功能；
所述APK安装在至少一个移动端上，通过煤矿专网通信连接于IP基站服务器，包括用于操控注册、语音和短信业务；其中，所述移动端采用usim卡的运营商与所述运营商LTE核心网的运营商一致，并且所述移动端运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下。
7.根据权利要求6所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的系统，其特征在于，所述IP基站服务器包括服务器硬件和服务软件，其中，服务软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
所述GW服务包括三个模块，依次为volte_enb、volte_ue和sip_server，所述volte_enb、volte_ue和sip_server间采用UDP协议通讯，并且GW服务器对运营商LTE核心网协议采用S1接口，遵循3GPP协议T36.413的S1AP协议，用于实现UE上下文的管理、传输NAS信令、业务承载E-RAB管理和寻呼功能；
所述Agent服务包括两个模块，依次为AgentS和AgentT，所述Agent服务采用TCP协议通讯，用于APK间协议交互和采用RTP协议推送数据流；
所述GLMS和数据库用于所述IP基站服务器服务软件的相关配置和APK用户管理配置的界面操作；
所述APK包括三个模块，依次为UI交互模块、业务处理模块和安卓数据库操作模块，用于注册登录交互、语音通话实现和短信收发展示。
8.一种煤矿专网与运营商LTE核心网互通的设备，其特征在于，包括：
构建模块，用于构建IP基站服务器，将IP基站服务器分别通信连接于运营商LTE核心网和煤矿专网；所述IP基站服务器被设置为包括服务器硬件和服务器软件，服务器软件包括GW服务器、Agent服务器、GLMS和数据库；
第一注册模块，用于注册IP基站服务器至运营商LTE核心网，以便在IP基站服务器和运营商LTE核心网间进行信息交互；
部署模块，用于部署APK至移动端，所述移动端经煤矿专网通信连接于IP基站服务器，并且运行于矿井下仅包含煤矿专网覆盖的通信环境下；
第二注册模块，用于注册移动端上APP至运营商LTE核心网，以便在移动端上APP至IP基站服务器间进行信息交互；
所述第二注册模块的执行过程为：启动移动端上APP，获取GLMS的信息，包括Agent服务器地址，以判断所述APP是否被允许注册；当所述APK被允许注册时，发送注册请求至Agent服务器，Agent服务器将注册请求转发GW服务器，GW服务器以3GPP协议发送注册请求到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的鉴权请求，其中，鉴权请求由运营商LTE核心网处理注册请求后反馈至GW服务器，GW服务器将鉴权请求发送给Agent服务器，Agent服务器下发至移动端上APK；发送鉴权应答至Agent服务器，Agent服务器转发鉴权应答至GW服务器并上传到运营商LTE核心网；接收Agent服务器反馈的注册应答，所述注册应答由运营商LTE核心网处理鉴权应答后反馈至GW服务器，进而GW服务器经Agent服务器转发注册应答至移动端上APK；接收注册应答。
9.根据权利要求8所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的设备，其特征在于，还包括：
第一启动模块，用于启动并运行APK；
第一操作模块，用于操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
拨号模块，用于通过APK的拨号盘拨打运营商号码，主叫APK播放回铃音，以便被叫振铃并显示来电号码为运营商LTE核心网中注册的usim卡号码；
拨号通话模块，用于当所述被叫选择接听电话后，所述APK通过运营商LTE核心网中注册的usim卡号码与被拨打的运营商号码正常语音通话，并且在所述主叫APK或被叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态；
接听通话模块，用于提示APK振铃并选择接听后，所述APK通过被运营商LTE核心网中任一运营商号码主叫的移动端上usim卡号码与该运营商号码正常语音通话，并且在所述被叫APK或主叫挂断通话后，APK正常释放通话，恢复空闲状态。
10.根据权利要求8所述的煤矿专网与运营商LTE核心网互通的设备，其特征在于，还包括：
第二启动模块，用于启动并运行APK；
第二操作模块，用于操作APK登录功能，将移动端内usim卡注册消息经IP基站服务器发送至运营商LTE核心网，将usim卡号码注册到运营商LTE网络中；
短信发送模块，用于操作APK短信功能，采用APK移动端的usim卡号码向运营商LTE核心网中至少一个运营商号码发送第一短信，所述第一短信经IP基站服务器转送；
显示模块，用于APK显示发送成功的提示消息；
短信接收模块，用于提示并接收至少一个运营商号码向APK移动端的usim卡号码发送的第二短信，所述第二短信经IP基站服务器转送；
第三操作模块，用于操作APK短信功能，展示第二短信内容。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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