PL199888B1 - Sposób synchronizacji zegara wewnętrznego urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej z czasem lokalnym - Google Patents

Abstract

Sposób synchronizacji, w którym urz adzenie ko ncowe radiokomunikacji ruchomej wysy la samo do siebie krótk a wiadomo sc SM, a z czasów nadawania i odbioru sygna lów krótkiej wiadomo sci i znacznika czasowego t z , zawartego w odbieranej krótkiej wia- domo sci SM, wyznacza si e czas zegarowy lokalny i synchronizuje si e zegar wewn etrzny z tym czasem lokalnym, polega na tym, ze krótk a wiadomo sc, wy- slan a z urz adzenia ko ncowego radiokomunikacji ruchomej w momencie t 0 , odbiera si e najpierw w centrali SMSC obs lugi krótkich wiadomo sci i zapa- truje si e w znacznik czasowy t z . Potwierdza si e od- biór w urz adzeniu ko ncowym radiokomunikacji ru- chomej, a przez urz adzenie ko ncowe radiokomuni- kacji ruchomej rejestruje si e moment nadawania to, jak równie z moment potwierdzania t 1 krótkiej wiadomo- sci SM przez central e SMSC obs lugi krótkich wiadomo- sci, a z nich wyznacza si e czas t M = (t 1 ' + t 0 )/2. Krótka wiadomo sc zawieraj aca znacznik czasowy t z przesy- la si e z powrotem z centrali SMSC obs lugi krótkich wiadomo sci do urz adzenia ko ncowego radiokomuni- kacji ruchomej, przez które z odebranej krótkiej wia- domo sci wydziela si e znacznik czasowy t z , który porównuje si e z czasem t M i koryguje si e zegar we- wn etrzny o ró znice t D = t z - t M . PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób synchronizacji zegara wewnętrznego urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej z czasem lokalnym.

Znane jest, że urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej, zwłaszcza urządzenie końcowe GSM, zwykle nie określa poprawnego czasu zegarowego lokalnego. Nawet gdy w urządzeniu końcowym jest wbudowany blok zegarowy, to konieczne jest zwykle nastawianie dokładnego czasu przez użytkownika.

Zgodnie z normą radiokomunikacji ruchomej GSM jest przewidziane, że krótkie wiadomości SM nadchodzące z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej, odbierane w centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości, są przewidziane ze znacznikiem czasowym, który podaje informację o momencie odbioru krótkiej wiadomości w centrali SMSC, co opisano ogólnie w specyfikacji ETSI, ETS 300 901 z kwietnia 1997, str. 15 i 50.

Znany jest z opisu DE 198 60 936 A1 sposób synchronizacji zegara wewnętrznego urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej z czasem lokalnym, w którym urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej wysyła samo do siebie krótką wiadomość, przy czym z czasów nadawania i odbioru sygnałów krótkiej wiadomości i znacznika czasowego, zawartego w odbieranej krótkiej wiadomości, wyznacza się czas zegarowy lokalny, a zegar wewnętrzny synchronizuje się z czasem zegarowym lokalnym. W tym sposobie stosuje się bezpośrednio informację czasową znacznika czasowego do synchronizacji wewnętrznego czasu zegarowego, co z powodu czasów przebiegów i opóźnień często nie zapewnia dostatecznie dokładnego ustalenia czasu. Dla zwiększenia dokładności proponuje się więc dodanie do znacznika czasowego wartości korekcji czasu, która uwzględnia czasy przebiegu sygnałów między stacją bazową i urządzeniem końcowym radiokomunikacji ruchomej.

Znany jest z opisu FR 2 784 760 A1 sposób nastawiania zegara telefonu komórkowego. Z sygnałów sieci radiokomunikacyjnej aktualnie wykorzystywanej przez telefon komórkowy wydziela się w szczególno ś ci kody krajowe sieci radiokomunikacji ruchomej. Na podstawie kodu krajowego ustala się aktualną strefę czasową, w której znajduje się telefon komórkowy. Zegar telefonu komórkowego koryguje się odpowiednio do aktualnej strefy czasowej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że krótką wiadomość, wysłaną z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej w momencie t0, odbiera się najpierw w centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i zapatruje się w znacznik czasowy tZ, przy czym potwierdza się odbiór w urządzeniu końcowym radiokomunikacji ruchomej, a przez urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej rejestruje się moment nadawania t0, jak również moment potwierdzania t1 krótkiej wiadomości SM przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości, a z nich wyznacza się czas tM = (t1' + t0)/2 i krótką wiadomość zawierającą znacznik czasowy tZ przesyła się z powrotem z centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości do urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej, przez które z odebranej krótkiej wiadomości wydziela się znacznik czasowy tZ, który porównuje się z czasem tM i koryguje się zegar wewnętrzny o różnice tD = tZ - tM.

Korzystnie wyznacza się czas tM = (t1' + t0)/2 przy uwzględnieniu czasu przesyłania d0 krótkiej wiadomości z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej do centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i czasu przesyłania d1 potwierdzenia z centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości do urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej, przy czym t1' = t1 - d1 oraz t0' = t0 + d0.

Korzystnie przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości zaopatruje się krótką wiadomość SM w kod sieci, w której w danym momencie jest zarejestrowane urządzenie końcowe, przy czym kod sieci przesyła się do serwera czasu dołączonego do centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości, a przez serwer czasu podaje się w odpowiedzi do urządzenia końcowego przeznaczoną do stosowania strefę czasową względnie przeznaczoną do stosowania korekcję.

Zaletą wynalazku jest opracowanie prostego i przy tym dokładnego sposobu synchronizacji zegara wewnętrznego urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej z czasem lokalnym. Sposób zapewnia abonentowi radiokomunikacji ruchomej łatwe uzyskanie wskazania czasu zegarowego lokalnego z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej. Czas zegarowy jest ustalany z dokładnością rzędu pojedynczych sekund, co w praktyce jest całkowicie wystarczające. Wynalazek stwarza także możliwość uzyskania przez abonenta radiokomunikacji ruchomej również podczas podróży, to znaczy w przypadku roamingu, praktycznie za jednym naciśnięciem przycisku, dokładnego czasu lokalnego.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przebiegu sposobu ustawiania zegara w urządzeniu końcowym za pomocą krótPL 199 888 B1 kiej wiadomości wysyłanej przez urządzenie końcowe i fig. 2 - schemat przebiegu dokładniejszego sposobu ustawiania zegara.

Figura 1 przedstawia sposób według wynalazku, który wykorzystuje to, że w cyfrowych sieciach radiokomunikacji ruchomej, zwłaszcza w sieciach radiokomunikacji ruchomej GSM, każda krótka wiadomość jest doprowadzana przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości SM, w której każda wiadomość jest przewidziana ze znacznikiem czasowym tZ, który z kolei jest przekazywany do odbiorcy wiadomości.

Jeżeli więc urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej w momencie to wysyła krótką wiadomość do siebie samego, to uzyskuje w momencie t2, po kilku sekundach, przy odbiorze wysłanej przez siebie samego krótkiej wiadomości, informację o momencie tZ dotarcia jego własnej wiadomości do centrali SMSC. Jeżeli urządzenie końcowe zaznacza moment wysłania t0 przez zarejestrowanie wskazania zegara wewnętrznego, jak również moment odbioru t1 po kilku sekundach od wysłania własnej wiadomości, to dzięki temu podawane jest okno czasowe między t0 i t1, w którym musi wystąpić znacznik czasowy tZ centrali SMSC. Przez maksymalne ograniczenie okna czasowego można wyznaczyć z dobrą dokładnością moment tZ.

Dokładne uwzględnienie średnich czasów przebiegu w sieci GSM, zwłaszcza czasów przejścia sygnałów przez interfejs powietrzny, umożliwia dalsze zwężenie okna czasowego między t0 i t1, tak że wydaje się możliwe osiągnięcie dokładności prognozy tZ około jednej sekundy. Ta dokładność jest często wystarczająca do celów praktycznych.

Figura 2 wyjaśnia sposób uzyskania dużej dokładności nastawiania czasu zegarowego lokalnego. W chwili t0 urządzenie końcowe wysyła samo do siebie krótką wiadomość, która zostaje odebrana przez centralę SMSC.

Urządzenie końcowe oblicza moment t0' = t0 + d0, gdzie d0 jest oszacowanym lub znanym średnim czasem przesyłania wiadomości z urządzenia końcowego do centrali SMSC. Przed upływem d0 jednostek czasowych wiadomość może nie dotrzeć do centrali SMSC.

Urządzenie końcowe oczekuje na potwierdzenie Ack odbioru wiadomości w centrali SMSC. Potwierdzenie dochodzi w momencie t1.

Urządzenie końcowe oblicza moment t1' = t1 - d1, gdzie d1 jest oszacowanym lub znanym średnim czasem przesyłania potwierdzenia z centrali SMSC do urządzenia końcowego. Centrala SMSC musi przesyłać dalej potwierdzenie przed tym momentem t1'.

Z obliczonych momentów t0' i t1' tworzy się teraz wartość średnią czasu tM = (t1' + t0')/2. Ta wartość średnia czasu tM odpowiada prawie dokładnie wartości znacznika czasowego tZ nadanego przez centralę SMSC. Urządzenie końcowe oczekuje teraz na dotarcie wysłanej do siebie samego wiadomości, która dochodzi do urządzenia końcowego w momencie t2. Urządzenie końcowe pobiera z wiadomości znacznik czasowy tZ.

Urządzenie końcowe porównuje znacznik czasowy tZ z obliczoną wartością czasu tM i ewentualnie koryguje swój zegar wewnętrzny o różnicę wynoszącą tD = tZ - tM jednostek czasu.

Przy takim doborze korekcji maksymalny błąd czasu względem centrali SMSC wynosi Δt = (t₁ - t₀)/2 względnie jest mniejszy. Dokładność bezwzględna zależy od maksymalnego odchylenia zegara centrali SMSC od czasu poprawnego, to znaczy bezwzględny błąd czasu jest zwiększony o niedokładność podstawy czasu w centrali SMSC.

Wynalazek znajduje zastosowanie również w przypadku roamingu, to znaczy gdy abonent radiokomunikacji ruchomej znajduje się poza siecią macierzystą, a wiadomość SMS jest przesyłana do serwera czasu dołączonego do centrali SMSC, przy czym ten serwer czasu dostarcza kod sieci, w której w danym momencie jest zarejestrowane urządzenie końcowe. Serwer czasu podaje do urządzenia końcowego w odpowiedzi przeznaczoną do stosowania strefę czasową względnie przeznaczoną do stosowania korekcję. Przy tym można zastosować, tak jak poprzednio, macierzystą centralę SMSC. Korekcja jest stosunkowo łatwa do realizacji, na przykład przy zastosowaniu narzędzi dodatkowych na karcie SIM w urządzeniu końcowym.

Claims (3)

1. Sposób synchronizacji zegara wewnętrznego urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej z czasem lokalnym, przy czym urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej wysyła samo do siebie krótką wiadomość SM, a z czasów nadawania i odbioru sygnałów krótkiej wiadomości i znacznika czasowego tz, zawartego w odbieranej krótkiej wiadomości SM, wyznacza się czas zega4

PL 199 888 B1 rowy lokalny i synchronizuje się zegar wewnętrzny z tym czasem lokalnym, znamienny tym, że krótką wiadomość, wysłaną z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej w momencie t0, odbiera się najpierw w centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i zapatruje się w znacznik czasowy tz, przy czym potwierdza się odbiór w urządzeniu końcowym radiokomunikacji ruchomej, a przez urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej rejestruje się moment nadawania t0, jak również moment potwierdzania t1 krótkiej wiadomości SM przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości, a z nich wyznacza się czas tM = (t1' + t0)/2 i krótką wiadomość zawierającą znacznik czasowy tZ przesyła się z powrotem z centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości do urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej, przez które z odebranej krótkiej wiadomości wydziela się znacznik czasowy tZ, który porównuje się z czasem tM i koryguje się zegar wewnętrzny o różnicę tD = tZ - tM.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyznacza się czas tM = (t1' + t0)/2 przy uwzględnieniu czasu przesyłania d0 krótkiej wiadomości z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej do centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i czasu przesyłania di potwierdzenia z centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości do urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej, przy czym t1' = t1 - d1 oraz t0' = t0 + d0.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości zaopatruje się krótką wiadomość SM w kod sieci, w której w danym momencie jest zarejestrowane urządzenie końcowe, przy czym kod sieci przesyła się do serwera czasu dołączonego do centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości, a przez serwer czasu podaje się w odpowiedzi do urządzenia końcowego przeznaczoną do stosowania strefę czasową względnie przeznaczoną do stoso-