RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 199888 (21) Numer zgłoszenia: 360082 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 09.08.2001 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 09.08.2001, PCT/DE01/02954 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 21.02.2002, WO02/14961 PCT Gazette nr 08/02 (51) Int.Cl. G04G 5/00 (2006.01) G04G 7/02 (2006.01) (54) Sposób synchronizacji zegara wewnętrznego urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej z czasem lokalnym (30) Pierwszeństwo: 11.08.2000,DE,10040035.3 (73) Uprawniony z patentu: T-MOBILE DEUTSCHLAND GmbH,Bonn,DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: 06.09.2004 BUP 18/04 (72) Twórca(y) wynalazku: Hans Zschintzsch,Königswinter,DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.11.2008 WUP 11/08 (74) Pełnomocnik: Palka Grażyna, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. PL 199888 B1 (57) Sposób synchronizacji, w którym urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej wysyła samo do siebie krótką wiadomość SM, a z czasów nadawania i odbioru sygnałów krótkiej wiadomości i znacznika czasowego t z, zawartego w odbieranej krótkiej wiadomości SM, wyznacza się czas zegarowy lokalny i synchronizuje się zegar wewnętrzny z tym czasem lokalnym, polega na tym, że krótką wiadomość, wysłaną z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej w momencie t 0, odbiera się najpierw w centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i zapatruje się w znacznik czasowy t z. Potwierdza się odbiór w urządzeniu końcowym radiokomunikacji ruchomej, a przez urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej rejestruje się moment nadawania to, jak również moment potwierdzania t 1 krótkiej wiadomości SM przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości, a z nich wyznacza się czas t M = (t 1 ' + t 0 )/2. Krótka wiadomość zawierająca znacznik czasowy t z 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 t z, który porównuje się z czasem t M i koryguje się zegar wewnętrzny o różnicę t D = t z - t M.
2 PL 199 888 B1 Opis wynalazku 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 szczególności 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 t 0, odbiera się najpierw w centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i zapatruje się w znacznik czasowy t Z, przy czym potwierdza się odbiór w urządzeniu końcowym radiokomunikacji ruchomej, a przez urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej rejestruje się moment nadawania t 0, jak również moment potwierdzania t 1 krótkiej wiadomości SM przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości, a z nich wyznacza się czas t M = (t 1 ' + t 0 )/2 i krótką wiadomość zawierającą znacznik czasowy t Z 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 t Z, który porównuje się z czasem t M i koryguje się zegar wewnętrzny o różnice t D = t Z - t M. Korzystnie wyznacza się czas t M = (t 1 ' + t 0 )/2 przy uwzględnieniu czasu przesyłania d 0 krótkiej wiadomości z urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej do centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i czasu przesyłania d 1 potwierdzenia z centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości do urządzenia końcowego radiokomunikacji ruchomej, przy czym t 1 ' = t 1 - d 1 oraz t 0 ' = t 0 + d 0. 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 krót-
PL 199 888 B1 3 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 t Z, 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 t 2, po kilku sekundach, przy odbiorze wysłanej przez siebie samego krótkiej wiadomości, informację o momencie t Z dotarcia jego własnej wiadomości do centrali SMSC. Jeżeli urządzenie końcowe zaznacza moment wysłania t 0 przez zarejestrowanie wskazania zegara wewnętrznego, jak również moment odbioru t 1 po kilku sekundach od wysłania własnej wiadomości, to dzięki temu podawane jest okno czasowe między t 0 i t 1, w którym musi wystąpić znacznik czasowy t Z centrali SMSC. Przez maksymalne ograniczenie okna czasowego można wyznaczyć z dobrą dokładnością moment t Z. Dokładne uwzględnienie średnich czasów przebiegu w sieci GSM, zwłaszcza czasów przejścia sygnałów przez interfejs powietrzny, umożliwia dalsze zwężenie okna czasowego między t 0 i t 1, tak że wydaje się możliwe osiągnięcie dokładności prognozy t Z około jednej sekundy. Ta dokładność jest często wystarczająca do celów praktycznych. Figura 2 wyjaśnia sposób uzyskania dużej dokładności nastawiania czasu zegarowego lokalnego. W chwili t 0 urządzenie końcowe wysyła samo do siebie krótką wiadomość, która zostaje odebrana przez centralę SMSC. Urządzenie końcowe oblicza moment t 0 ' = t 0 + d 0, gdzie d 0 jest oszacowanym lub znanym średnim czasem przesyłania wiadomości z urządzenia końcowego do centrali SMSC. Przed upływem d 0 jednostek czasowych wiadomość może nie dotrzeć do centrali SMSC. Urządzenie końcowe oczekuje na potwierdzenie Ack odbioru wiadomości w centrali SMSC. Potwierdzenie dochodzi w momencie t 1. Urządzenie końcowe oblicza moment t 1 ' = t 1 - d 1, gdzie d 1 jest oszacowanym lub znanym średnim czasem przesyłania potwierdzenia z centrali SMSC do urządzenia końcowego. Centrala SMSC musi przesyłać dalej potwierdzenie przed tym momentem t 1 '. Z obliczonych momentów t 0 ' i t 1 ' tworzy się teraz wartość średnią czasu t M = (t 1 ' + t 0 ')/2. Ta wartość średnia czasu t M odpowiada prawie dokładnie wartości znacznika czasowego t Z nadanego przez centralę SMSC. Urządzenie końcowe oczekuje teraz na dotarcie wysłanej do siebie samego wiadomości, która dochodzi do urządzenia końcowego w momencie t 2. Urządzenie końcowe pobiera z wiadomości znacznik czasowy t Z. Urządzenie końcowe porównuje znacznik czasowy t Z z obliczoną wartością czasu t M i ewentualnie koryguje swój zegar wewnętrzny o różnicę wynoszącą t D = t Z - t M jednostek czasu. Przy takim doborze korekcji maksymalny błąd czasu względem centrali SMSC wynosi Δt = (t 1 - t 0 )/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. Zastrzeżenia patentowe 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 t z, zawartego w odbieranej krótkiej wiadomości SM, wyznacza się czas zega-
4 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 t 0, odbiera się najpierw w centrali SMSC obsługi krótkich wiadomości i zapatruje się w znacznik czasowy t z, przy czym potwierdza się odbiór w urządzeniu końcowym radiokomunikacji ruchomej, a przez urządzenie końcowe radiokomunikacji ruchomej rejestruje się moment nadawania t 0, jak również moment potwierdzania t 1 krótkiej wiadomości SM przez centralę SMSC obsługi krótkich wiadomości, a z nich wyznacza się czas t M = (t 1 ' + t 0 )/2 i krótką wiadomość zawierającą znacznik czasowy t Z 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 t Z, który porównuje się z czasem t M i koryguje się zegar wewnętrzny o różnicę t D = t Z - t M. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyznacza się czas t M = (t 1 ' + t 0 )/2 przy uwzględnieniu czasu przesyłania d 0 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 t 1 ' = t 1 - d 1 oraz t 0 ' = t 0 + d 0. 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 stosowania korekcję. Rysunki
PL 199 888 B1 5
6 PL 199 888 B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.