基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，在計算機上連接一個短信Modem，步驟包括：將本地第一次發(fā)送的短信稱為校時短信，計算從本地發(fā)送校時短信到本地接收到校時短信的耗時；對短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地接收到校時短信所耗費的時間進行估算；同理，本地第二次發(fā)送校時短信到本地接收校時短信，經(jīng)過兩次校時短信的收發(fā)之后，對兩次的估計時間取交集，將所得到區(qū)間的中間值估算為標準時間，以此類推，得到準確的標準時間。本發(fā)明的方法，使計算機在不接入互聯(lián)網(wǎng)，不需要有線聯(lián)通，不受地域限制的情況下，能夠達到與標準時間的同步。
【專利說明】基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要應(yīng)用精確時間的領(lǐng)域越來越多，如宇宙飛行、衛(wèi)星跟蹤、地震/氣象預(yù)報及大地測量、電波傳播研究、儀器校準、通信等，都需要精確的時間。計算機在上述領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，由于計算機自帶的時鐘精度不高，如何為由計算機控制而且又需要精確時間的系統(tǒng)提供標準時間成為了必須克服的技術(shù)問題。
[0003]目前，最主要的方法是通過GPS來提供標準時間。GPS的每一顆衛(wèi)星每秒都發(fā)送一次時間及其所處位置信息，一個GPS接收器能接收GPS衛(wèi)星信號，輸出與國際標準時(UTC)誤差僅I μ s的脈沖信號，并串行輸出標準時間、日期、方位等信息，可靠性很高。但是，通過GPS實現(xiàn)，一種是分散式的GPS方法，系統(tǒng)成本很高；一種是通過串行通信網(wǎng)絡(luò)傳送時間信息或者同步信號，成本雖低，但是信號會有較大的延時。
[0004]短消息服務(wù)(SMS)是全球公認的無線服務(wù)，它能夠在移動用戶及外部系統(tǒng)(比如電子郵件、頁面調(diào)度以及聲音郵件系統(tǒng))之間傳送包括文字與數(shù)字的短消息。無線短信服務(wù)，1991年出現(xiàn)在歐洲的無線領(lǐng)域。無線數(shù)字的歐洲標準即是現(xiàn)在的全球移動通信系統(tǒng)(GSM)，一開始就包括了短消息服務(wù)。最近幾年短消息服務(wù)發(fā)展更為迅猛，短消息業(yè)務(wù)以各種各樣的方式滲入到公眾的日常生活當中，使短消息成為人們進行有效信息溝通的一種重要手段。移動運營商目前正在不斷地把增值服務(wù)和新的信息服務(wù)注入到短消息服務(wù)中，以提高短消息服務(wù)的價值，這必將是促進短消息服務(wù)應(yīng)用的一個有利因素。
[0005]短消息業(yè)務(wù)是GSM系統(tǒng)提供給手機用戶的除了通話服務(wù)外的另一種特殊而重要的服務(wù)，短消息也稱作短信息或短信。其業(yè)務(wù)按其實現(xiàn)的方式分為點到點短消息業(yè)務(wù)和小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)(點到多點)。
[0006]點到點短消息業(yè)務(wù)是指將一條短消息從一個實體經(jīng)SMSC (Short MessageService Center短消息服務(wù)中心)發(fā)送到指定目的地址的業(yè)務(wù)。被發(fā)送的信息經(jīng)過編碼后最大長度為140個字節(jié)(如果按ASC II字符7bit編碼，一次最多發(fā)送160個英文字母，如果采用Unicode編碼方式則一次最多發(fā)送70個中文漢字)。用戶也可以通過人工臺(如移動的1258)和自動臺(如移動的1259)來完成短信息的發(fā)送。
[0007]小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)是指通過發(fā)送信息的基站向指定區(qū)域中所有短消息用戶發(fā)送短消息業(yè)務(wù)。通常移動通訊公司會使用這種方式在一定的區(qū)域內(nèi)向所有GSM用戶循環(huán)發(fā)送一些具有通用性的信息，如交通信息、天氣預(yù)報、新聞、廣告等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于計算機自帶的時鐘精度不高，難以為由計算機控制而且又需要精確時間的系統(tǒng)提供標準時間的問題。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，在計算機上連接一個短信Modem，按照以下步驟實施:
[0010]步驟1、定義
[0011]將本地第一次發(fā)送的短信稱為校時短信，將其時刻記為，將短信服務(wù)中心收到該校時短信的時刻記為tsl，將本地收到校時短信的時刻記為tral，從本地發(fā)送校時短信到本地接收到校時短信的耗時記為Λ t1；
[0012]則有:ΛVtc^tcsl;
[0013]步驟2、對短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地接收到校時短信所耗費的時間進行估算
[0014]由于短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地收到校時短信，最快的情況下耗費時間為0，最慢的情況是校時短信發(fā)送時刻到校時短信接收時刻之差，即Λ ，所以，本地收到校時短信并從中提取出短信服務(wù)中心時間后，就能估算本機此時的標準時間應(yīng)在區(qū)間[tsl, tsl+ Δ tj ,將該區(qū)間記為C1 ；
[0015]步驟3、同理，將本地第二次發(fā)送校時短信的時刻記為tes2，短信服務(wù)中心收到該短信的時刻記為ts2，本地收到校時短信的時刻記為tra2，從本地發(fā)送校時短信到本地接收校時短信的耗時記為At2，本地收到校時短信并從中提取出短信服務(wù)中心時間后，就能估算本機此時的標準時間應(yīng)在區(qū)間[ts2，ts2+ Δ t2]，將該區(qū)間記為C2 ；
[0016]步驟4、經(jīng)過兩次校時短信的收發(fā)之后，則獲得如下信息:
[0017]從第一次收到校時短信時刻tral到第二次收到校時短信時刻tra2經(jīng)過的時間為T，則有:T=tra2-tral，
[0018]由于第一發(fā)送校時短信后經(jīng)過估算得到本地的標準時間在區(qū)間C1，經(jīng)過T時間后第二次發(fā)送校時短信，此時可以用T來修正區(qū)間C1，即本地第二次收到校時短信時刻的標準時間應(yīng)該在區(qū)間[tsl+T，tsl+ Δ ti+T]，將這個區(qū)間記為Cl’，經(jīng)過第一次發(fā)送和接收校時短信后獲得了標準時刻所在的區(qū)間，假定此時的標準時刻為B1，則有B1 e C1 ;經(jīng)過第二次發(fā)送和接收校時短信后也獲得了標準時刻所在的區(qū)間，假定此時的標準時刻為B2，則有B2 e C2,也就是B2與B1的差應(yīng)為T，
[0019]對Cl，和C2取交集，得到區(qū)間Bll即[α, β]，其中的α取(tsl+T)與ts2兩者之中的較大值，β取(tsl+Ati+T)與(ts2+At2)兩者之中的較小值，將Bll的中間值估算為標準時間，根據(jù)區(qū)間的定義以及交集的定義，Bll的區(qū)間長度是趨向于減少的，得到準確的標準時間。
[0020]本發(fā)明的有益效果是，通過短消息服務(wù)的方式對計算機本地時間和短信中心時間進行時間差值測定，然后基于該時間差值以及短信服務(wù)中心時間獲得標準時間，以使其他計算機達到時間上的同步。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點在于:使得計算機與計算機之間在不接入互聯(lián)網(wǎng)，不需要有線聯(lián)通，不受地域限制的情況下，能夠達到與標準時間的同步，確保了系統(tǒng)和應(yīng)用程序的安全性與可靠性。同時該方法還為許多測試設(shè)備和通信系統(tǒng)統(tǒng)一時間基準提供了一種創(chuàng)新的校時保障方法。【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明方法中的短信接收的流程示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明方法中的短信發(fā)送的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]目前很多硬件與計算機的連接均采用串口通信技術(shù)，有關(guān)串口通信的應(yīng)用程序開發(fā)比較普遍。當本地計算機無法連上Internet或者沒有安裝網(wǎng)絡(luò)接口卡的時候就有必要采用串口通信技術(shù)實現(xiàn)將數(shù)據(jù)信息傳送出去。進行串口通訊，首先需要設(shè)置通訊的波特率、端口號、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗位；其次要打開端口連接開始發(fā)送數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)；最后關(guān)閉端口連接。
[0026]本發(fā)明基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法中，采用了以短信Modem為基礎(chǔ)的通信技術(shù)，本發(fā)明方法的一個重要目標就是要利用短信獲取短信服務(wù)中心時間。由于短信從發(fā)送者始發(fā)到短信服務(wù)中心，再經(jīng)短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)到本地是要耗費時間的，對這個耗費時間簡稱為轉(zhuǎn)發(fā)耗時。在移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的情況下，轉(zhuǎn)發(fā)耗時較長(最差情況下，轉(zhuǎn)發(fā)耗時長達I天也是有可能的)。另外就是沒有估算短信傳輸所耗費的時間。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的情況下，其時間差值誤差比較大，不能準確計算出計算機之間的時間差值，達不到預(yù)期目標。
[0027]針對這個缺點，本發(fā)明提出了一種創(chuàng)新的時間差值計算方法，在計算機上連接一個短信Modem，利用一臺計算機和一個短信Modem進行實施，實現(xiàn)自發(fā)自收短信的功能，對短信傳輸所耗費的時間進行科學(xué)地估算，并結(jié)合短信服務(wù)中心時間來準確計算時間差值。
[0028]本發(fā)明的基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，按照以下步驟實施:
[0029]步驟1、定義:將本地第一次發(fā)送的短信稱為校時短信，將其時刻記為，將短信服務(wù)中心收到該校時短信的時刻記為tsl，將本地收到校時短信的時刻記為tral，將從本地發(fā)送校時短信到本地接收到校時短信的耗時記為Λ h，則有:Λ
[0030]步驟2、對短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地接收到校時短信所耗費的時間進行估算
[0031]由于短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地收到校時短信，最快的情況下耗費時間為0，最慢的情況是校時短信發(fā)送時刻到校時短信接收時刻之差，即Λ ，所以，本地收到校時短信并從中提取出短信服務(wù)中心時間后，就能估算本機此時的標準時間應(yīng)在區(qū)間[tsl, tsl+ Δ tj,將該區(qū)間記為C1O
[0032]步驟3、同理，將本地第二次發(fā)送校時短信的時刻記為tes2，將短信服務(wù)中心收到該短信的時刻記為ts2，將本地收到校時短信的時刻記為tra2，將從本地發(fā)送校時短信到本地接收校時短信的耗時記為Λ t2，本地收到校時短信并從中提取出短信服務(wù)中心時間后，就能估算本機此時的標準時間應(yīng)在區(qū)間[ts2，ts2+ Δ t2]，將該區(qū)間記為C2。
[0033]步驟4、經(jīng)過兩次校時短信的收發(fā)之后，則獲得如下信息:
[0034]從第一次收到校時短信時刻tral到第二次收到校時短信時刻tra2經(jīng)過的時間為T，則有:T=tra2-tral，
[0035]雖然不能確切知道本地標準時刻，但是本地標準時刻是實際存在的，由于第一發(fā)送校時短信后經(jīng)過估算得到本地的標準時間在區(qū)間C1，經(jīng)過T時間后第二次發(fā)送校時短信，此時可以用T來修正區(qū)間C1，即本地第二次收到校時短信時刻的標準時間應(yīng)該在區(qū)間[tsl+T, tsl+ Δ ti+T]，將這個區(qū)間記為Cl’，經(jīng)過第一次發(fā)送和接收校時短信后獲得了標準時刻所在的區(qū)間，假定此時的標準時刻為B1，則有B1 e C1 ;經(jīng)過第二次發(fā)送和接收校時短信后也獲得了標準時刻所在的區(qū)間，假定此時的標準時刻為B2，則有B2 e C2，本地標準時間雖然未知，但是時間的差值是準確的，也就是B2與&的差應(yīng)為T，
[0036]所以，第二次收到校時短信的標準時間應(yīng)該在區(qū)間Cl’內(nèi)，同時也在區(qū)間C2內(nèi)，此時對Cl’和C2取交集，得到區(qū)間Bll即[α，β]，其中的α取(tsl+T)與ts2兩者之中的較大值，β取(tsl+Ati+T)與(ts2+At2)兩者之中的較小值，經(jīng)過這樣的計算之后，本地標準時間所處的誤差區(qū)間就減少了，將BI I的中間值估算為標準時間，根據(jù)區(qū)間的定義以及交集的定義，Bll的區(qū)間長度是趨向于減少的，這樣時間差值的測定就越來越趨于準確，以此類推(進行第三次或更多次的校時短信收發(fā))，得到準確的標準時間。
[0037]實施例
[0038]1.短信Modem的初始化
[0039]1.1)使用超級終端(計算機系統(tǒng)中自帶的軟件)進行以下操作:
[0040]①用符合要求的數(shù)據(jù)線將計算機串口與短信Modem相連。
[0041]②進入Windows XP操作系統(tǒng)界面，在桌面的開始——程序——附件——通訊中打開超級終端。
[0042]③輸入超級終端名稱，然后點擊“確定”。
[0043]④在“連接到”的對話框中選擇計算機連接短信Modem的串口，該實施例中為COM3。
[0044]⑤根據(jù)短信Modem設(shè)備的實際屬性，在屬性對話框中選擇適當每秒位數(shù)，數(shù)據(jù)位8，奇偶校驗無，停止位I。點擊確定進入會話框。請注意，輸入正確的每秒位數(shù)值是很重要的，否則端口屬性配置不正確將會導(dǎo)致短信Modem無法正常工作。另外,各個短信Modem的工作每秒位數(shù)可能不是相同的，這就要根據(jù)實際硬件設(shè)備的要求進行設(shè)置。
[0045]⑥在超級終端會話框中輸入字符“AT”，然后回車。會話框中顯示“0K”，短信Modem連接正常，顯示“error”連接異常。
[0046]⑦在超級終端中可輸入各種AT命令，控制手機或短信Modem。
[0047]例如，畫面中的“at+cmgf=0”命令即是控制短信Modem的命令，表示設(shè)置短信為PDU格式。
[0048]⑧在串口程序執(zhí)行時應(yīng)將超級終端關(guān)閉。
[0049]1.2短信Modem的操控方法
[0050]短信Modem，是一種無線通信模塊，插入移動通信服務(wù)商提供的SM卡后能夠與移動通信服務(wù)商的短信服務(wù)中心建立無線通信連接，短信Modem通過串口 RS232、USB接口與計算機連接，通過AT指令控制進行短信的收發(fā)。
[0051]2.接收短信
[0052]短信接收的過程是:監(jiān)控計算機串口是否有新短信數(shù)據(jù)到來:如果沒有，就繼續(xù)監(jiān)控串口 ；如果有，就讀取短信數(shù)據(jù)，然后對短信PDU數(shù)據(jù)進行解碼，將生成的短信放入短信隊列，短信接收的流程如圖1所示；[0053]3.發(fā)送短信
[0054]短信發(fā)送的過程是:監(jiān)控計算機串口是否空閑:如果串口繁忙，就繼續(xù)監(jiān)控串口 ；如果串口空閑，就編輯短信并進行編碼，生成能夠通過短信Modem發(fā)送的PDU數(shù)據(jù)，短信發(fā)送的流程如圖2所示；
[0055]4.時間差值的測定
[0056]假設(shè)短信發(fā)送到短信服務(wù)中心與短信服務(wù)中心再轉(zhuǎn)發(fā)回來的耗時相等，如果在實驗中取該區(qū)間的中間值，采用短信服務(wù)中心時間再結(jié)合短信傳輸耗時進行校時，則存在第一次本地接收到校時短信時刻tral與實際存在的標準時刻B1之間的關(guān)系是:
【權(quán)利要求】
1.一種基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，其特點在于，在計算機上連接一個短信Modem,按照以下步驟實施: 步驟1、定義 將本地第一次發(fā)送的短信稱為校時短信，將其時刻記為，將短信服務(wù)中心收到該校時短信的時刻記為tsl，將本地收到校時短信的時刻記為tral，從本地發(fā)送校時短信到本地接收到校時短信的耗時記為Λ h，則有:Λ； 步驟2、對短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地接收到校時短信所耗費的時間進行估算 由于短信服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)校時短信到本地收到校時短信，最快的情況下耗費時間為。0，最慢的情況是校時短信發(fā)送時刻到校時短信接收時刻之差，即At1，所以，本地收到校時短信并從中提取出短信服務(wù)中心時間后，就能估算本機此時的標準時間應(yīng)在區(qū)間[tsl, tsl+ Δ tj ,將該區(qū)間記為C1 ； 步驟3、同理，將本地第二次發(fā)送校時短信的時刻記為t。-，短信服務(wù)中心收到該短信的時刻記為ts2，本地收到校時短信的時刻記為tra2，從本地發(fā)送校時短信到本地接收校時短信的耗時記為At2，本地收到校時短信并從中提取出短信服務(wù)中心時間后，就能估算本機此時的標準時間應(yīng)在區(qū)間[ts2，ts2+ Δ t2]，將該區(qū)間記為C2 ； 步驟4、經(jīng)過兩次校時短信的收發(fā)之后，則獲得如下信息: 從第一次收到校時短信時刻tral到第二次收到校時短信時刻tra2經(jīng)過的時間為T，則有.T ^cr2 tcri， 由于第一發(fā)送校時短信后經(jīng)過估算得到本地的標準時間在區(qū)間C1，經(jīng)過T時間后第二次發(fā)送校時短信，此時可以用T來修正區(qū)間C1，即本地第二次收到校時短信時刻的標準時間應(yīng)該在區(qū)間[tsl+T，tsl+ Δ ti+T]，將這個區(qū)間記為Cl’，經(jīng)過第一次發(fā)送和接收校時短信后獲得了標準時刻所在的區(qū)間，假定此時的標準時刻為B1，則有B1 e C1 ;經(jīng)過第二次發(fā)送和接收校時短信后也獲得了標準時刻所在的區(qū)間，假定此時的標準時刻為B2，則有B2 e C2，也就是民與&的差應(yīng)為T， 對Cl’和C2取交集，得到區(qū)間Bll即[α，β]，其中的α取(tsl+T)與ts2兩者之中的較大值，β取(tsl+Ati+T)與(ts2+At2)兩者之中的較小值，將Bll的中間值估算為標準時間，根據(jù)區(qū)間的定義以及交集的定義，Bll的區(qū)間長度是趨向于減少的，得到準確的標準時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，其特點在于，所述的短信Modem的初始化過程是: 。 1.1)使用超級終端進行以下操作: ①用符合要求的數(shù)據(jù)線將計算機串口與短信Modem相連； ②進入WindowsXP操作系統(tǒng)界面，在桌面的開始一程序一附件一通訊中打開超級終端； ③輸入超級終端名稱， 然后點擊“確定”; ④在“連接到”的對話框中選擇計算機連接短信Modem的串口； ⑤根據(jù)短信Modem設(shè)備的實際屬性，在屬性對話框中選擇適當每秒位數(shù)，數(shù)據(jù)位8，奇偶校驗無，停止位I ;點擊確定進入會話框； ⑥在超級終端會話框中輸入字符“AT”，然后回車，會話框中顯示“0K”，短信Modem連接正常，顯示“error”連接異常； ⑦在超級終端中可輸入各種AT命令，控制手機或短信Modem； ⑧在串口程序執(zhí)行時應(yīng)將超級終端關(guān)閉；. 1.2)短信Modem的操控方法 短信Modem通過串口 RS232、USB接口與計算機連接，通過AT指令控制進行短信的收發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，其特點在于，所述的短信接收的過程是: 監(jiān)控計算機串口是否有新短信數(shù)據(jù)到來:如果沒有，就繼續(xù)監(jiān)控串口 ；如果有，就讀取短信數(shù)據(jù)，然后對短信PDU數(shù)據(jù)進行解碼，將生成的短信放入短信隊列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短消息服務(wù)的時間差值測定方法，其特點在于，所述的短信發(fā)送的過程是: 監(jiān)控計算機串口是否空閑:如果串口繁忙，就繼續(xù)監(jiān)控串口 ；如果串口空閑，就編輯短信并進行編碼，生成能夠通過短信Modem發(fā)送的PDU數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04W56/00GK103716759SQ201310693117
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】黑新宏, 張鈞杰, 張毅坤, 趙旌, 王磊, 金海燕, 常青, 張碩, 王彬 申請人:西安理工大學(xué)