DE10313421B4 - Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Datenverarbeitungssystems mit der lokalen Ortszeit - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Datenverarbeitungssystems mit der lokalen Ortszeit, wobei das Datenverarbeitungssystem über Einrichtungen verfügt oder mit solchen verbunden ist, um über ein Mobilkommunikationssystem Kurznachrichten (SMS) zu senden und zu empfangen, und
dass vom Datenverarbeitungssystem eine SMS mit Anforderung einer Zustellbestätigung an einen nicht vorhandenen Empfänger unter Verwendung einer formal gültigen, aber nicht vergebenen Mobilfunknummer ausgesendet wird,
dass der Zeitpunkt des Absendens der SMS im Datenverarbeitungssystem abspeichert wird,
dass die SMS in einer zuständigen Kurznachrichtenzentrale (SMSC) empfangen wird,
dass aufgrund der ungültigen Mobilfunknummer in der SMSC eine Fehlermeldung generiert wird, die als Zustellbestätigung an das Datenverarbeitungssystem zurückgesendet wird und deren Zeitstempel (SCTS) mit dem Eingang der SMS beim SMSC übereinstimmt, und
dass die Differenz zwischen dem Zeitstempel der Zustellbestätigung und der protokollierten Zeit des SMS-Versandes unter Berücksichtigung eines konstanten Zeitoffset zur Synchronisation der Uhr des Datenverarbeitungssystems verwendet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Datenverarbeitungssystems mit der lokalen Ortszeit. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Datenverarbeitungssystems mit der Zeitbasis einer Kurznachrichtenzentrale (SMSC) eines Mobilkommunikationsnetzes.
• Die in Datenverarbeitungssystemen, wie z.B. Computer, Digitale Assistenten, Mobilfunkendgeräte, etc., eingebauten Quarzuhren sind für viele Aufgaben zu ungenau. Praktische Erfahrungen zeigen Abweichungen bis zu einer Minute pro Tag.
• Für Mess- und Testsysteme, die auf eine relativ genaue Zeitbasis angewiesen sind, sind Abweichungen von mehr als einigen Sekunden von der genauen Uhrzeit nicht tolerierbar. Das manuelle Stellen der Uhr eines solchen Datenverarbeitungssystems ist aufwändig, fehleranfällig und muss während eines sich über mehrere Stunden erstreckenden Messverfahrens mehrfach wiederholt werden.
• In der DE 198 60 936 A1 ist ein Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Mobilfunkendgeräts mit der lokalen Zeit bekannt, bei welchem das Mobilfunkendgerät eine Kurznachricht an sich selbst versendet, aus den Sende- und Empfangszeiten der Kurznachrichtensignale und einem in der empfangenen Kurznachricht enthaltenen Zeitstempel die lokale Uhrzeit ableitet und die interne Uhr mit dieser lokalen Uhrzeit synchronisiert. Diese Methode kann große relativ Ungenauigkeiten aufweisen, da die Rücksendung der Kurznachricht von der Kurznachrichtenzentrale an den Absender von Fall zu Fall unterschiedlich lange dauern kann. Zur Erhöhung der Genauigkeit wird daher vorgeschlagen eine Zeitkorrekturgröße zum Zeitstempel zu addieren, welche die Signallaufzeiten zwischen Basisstation und Mobilfunkendgerät berücksichtigt.
• Die DE 100 40 035 A1 offenbart ein Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Mobilfunkendgeräts mit der lokalen Zeit, das sich dadurch auszeichnet, dass das Mobilfunkendgerät eine Kurznachricht (SM) an sich selbst versendet, aus den Sende- und Empfangszeiten der Kurznachrichtensignale und einem in der empfangenen Kurznachricht enthaltenen Zeitstempel die lokale Uhrzeit ableitet und die interne Uhr mit dieser lokalen Uhrzeit synchronisiert.
• Hierbei besteht der Nachteil, dass zur Anwendung dieses Verfahrens immer die eigene Mobilfunkrufnummer (MSISDN) des benutzen Mobilfunkendgeräts bekannt sein muss. Zudem ist das Verfahren nicht kostenlos, da für die Übermittlung einer Kurznachricht an sich selbst ebenfalls Gebühren erhoben werden.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein automatisches, einfaches und kostenloses Verfahren zur Synchronisation einer Uhr eines Computers mit einer externen Zeitbasis anzugeben. Die Genauigkeit der Uhr des Computers soll dabei nur wenige Sekunden von der exakten Ortszeit abweichen.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
• Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
• Das beschriebene Verfahren bietet den Vorteil, die Uhr eines Datenverarbeitungssystems auf einfache Weise nach der aktuellen, lokalen Uhrzeit zu stellen. Das Verfahren ist relativ genau. Insbesondere der Zeitoffset ist im Vergleich zum Verfahren gemäß DE 198 60 936 A1 relativ konstant, da das SMSC bei einer SMS für eine nicht vorhandene Rufnummer ohne wesentliche Zeitverzögerung eine Fehlermeldung an den Absender zurückgibt. Daher ist die aktuelle Uhrzeit im allgemeinen bis auf eine Sekunde genau bestimmbar, was in der Praxis vollkommen ausreicht.
• Zudem ist das Verfahren kostenlos, d.h. es fallen keine Mobilfunkgebühren an, und es ist unabhängig von der Kenntnis der Mobilfunkrufnummer der verwendeten Mobilfunkeinheit.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.
• Mit Hilfe der Zeitbasis einer Kurznachrichtenzentrale (SMSC) eines Mobilfunknetzes soll die Uhr eines Computers mit der aktuellen Zeit synchronisiert werden.
• Die Anwendung des Verfahrens setzt voraus, dass der zu synchronisierende Computer mit einer Datenschnittstelle an ein Mobile Equipment (ME) eines öffentlichen Mobilkommunikationsnetzes angeschlossen ist, so dass eine Kommunikation über das Mobilfunknetz möglich ist. Über GSM 07.05 Befehle können vom Computer aus Kurznachrichten (SMS) versandt und die vom ME empfangenen SMS ausgelesen werden.
• Die Synchronisation wird folgendermaßen durchgeführt:
  Auf ein Ereignis hin, zum Beispiel aufgrund einer Benutzereingabe oder einer Ansteuerung innerhalb einer Applikation, sendet der Computer über das ME eine SMS mit Zustellbestätigung an einen nicht vorhandenen Empfänger, z.B. an eine formal gültige, aber nicht vergebenen Mobilfunknummer desselben Netzbetreibers. Es wird das Short Message Service Center (SMSC) des eigenen Netzbetreibers verwendet. Der Computer speichert den Zeitpunkt des SMS Versandes ab.
• Die SMSC von T-Mobile Deutschland (Wirknetz-SMSC und Test-SMSC) geben eine charakteristische Fehlermeldung als Bestätigungs-SMS zurück, deren Zeitstempel (Service Center Time Stamp: SCTS) mit dem Eingang der SMS beim SMSC korrespondiert. Die Zeitbasis der SMSC ist sekundengenau.
• Die Differenz zwischen dem Zeitstempel der Bestätigungs-SMS und der protokollierten Zelt des SMS Versandes durch den Computer ergibt zusammen mit einem konstanten Offset den Korrekturbetrag für die Uhrzeit des Computers.
• Dieses Verfahren kann auch zur Zeitsynchronisation von Endkundengeräten mit den oben angesprochenen benötigten Fähigkeiten verwendet werden, z.B. einem MDA.
• Daten für die Zeitsynchronisation im T-Mobile Deutschland Wirknetz:
  SCA (SMSC-ID): +491710760000
  DA (Destination Address): 017112345678
  UD (User Data): „*T#Test SMS für Erhalt eines Zeitstempels" („*T#" ist der Präfix für die Zustellbestätigung)
• Die OA (Originator Address) der Bestätigungs-SMS ist leer. Die UD lautet: „Achtung, Ihre Mitteilung 030114132537 an 017112345678 konnte nicht zugestellt werden, da Empfänger unbekannt (Code 1)."
• Nur die Mitteilungs-ID der Bestätigungsmeldung ist variabel, so dass die Meldung aus einer beliebigen Menge SMS-MT herausfindbar ist, sofern man die Synchronisation nicht vor Auswertung der Zustellbestätigung neu startet.
• Die Korrektur der Uhrzeit des Computers wird wie folgt bestimmt:
  Aktuelle Zeit = Uhrzeit + SCTS – Absendezeit + Zeitoffset
• Der Zeitoffset wurde experimentell bestimmt und beträgt durchschnittlich etwa 3 Sekunden.
• Das Ergebnis stimmte bei allen Tests +/-1 Sekunde mit der MEZ bzw. MESZ überein.
• Alternativ kann der Zeitoffset für den jeweiligen Standort automatisch ermittelt werden, indem man z.B. 10 Test-SMS versendet und die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Absendung der SMS und dem Empfang der Zustellbestätigung ermittelt. Dies kann durch eine entsprechende Softwareroutine vom Computer automatisch durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Synchronisation der internen Uhr eines Datenverarbeitungssystems mit der lokalen Ortszeit, wobei das Datenverarbeitungssystem über Einrichtungen verfügt oder mit solchen verbunden ist, um über ein Mobilkommunikationssystem Kurznachrichten (SMS) zu senden und zu empfangen, und dass vom Datenverarbeitungssystem eine SMS mit Anforderung einer Zustellbestätigung an einen nicht vorhandenen Empfänger unter Verwendung einer formal gültigen, aber nicht vergebenen Mobilfunknummer ausgesendet wird, dass der Zeitpunkt des Absendens der SMS im Datenverarbeitungssystem abspeichert wird, dass die SMS in einer zuständigen Kurznachrichtenzentrale (SMSC) empfangen wird, dass aufgrund der ungültigen Mobilfunknummer in der SMSC eine Fehlermeldung generiert wird, die als Zustellbestätigung an das Datenverarbeitungssystem zurückgesendet wird und deren Zeitstempel (SCTS) mit dem Eingang der SMS beim SMSC übereinstimmt, und dass die Differenz zwischen dem Zeitstempel der Zustellbestätigung und der protokollierten Zeit des SMS-Versandes unter Berücksichtigung eines konstanten Zeitoffset zur Synchronisation der Uhr des Datenverarbeitungssystems verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Zeitoffset empirisch ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Zeitoffset vor der erstmaligen Anwendung des Verfahrens von dem Datenverarbeitungssystem ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Uhrzeit des Datenverarbeitungssystems folgendermaßen durchgeführt wird: Aktuelle Zeit = Uhrzeit + SCTS – Absendezeit + Zeitoffset