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2018/5/21 15:40

上海联通NB-IoT网络实现终端时间同步

C114中国通信网  

【概述】

上海联通NB-IoT网络已商用物联网终端3000+以上,终端需要周期性上报数据,与网络的时间同步就显得尤为重要。

上海联通目前已实现该功能,通过网络授时进行终端与网络的时间同步。即核心网下发时间信息,终端获取这条消息后进行时间同步。

【原理说明】

核心网连接NTP服务器,获取时间同步。再通过网络授时开关下发给终端,终端如果支持,则进行时间同步,如果不支持,返回协议值#96。终端支持情况需要厂家确认。

网络授时,涉及到的消息是EMM information,EMM information用于网络下发信息到终端,终端根据自我实现可以选择是否支持这种消息。如果不支持,会忽略消息并且带回固定原因值#96。

下发的与时间相关的信元是Local time zone, Universal time and local time zone和Network daylight saving time。其中Universal time and local time zone补充携带了格林威治时间GMT,终端可以使用这个同步时间。

3GPP协议关于网络授时规定如下:

图(1)时间同步的协议规定

【解决方案】

华为核心网MME打开网络授时开关

1.下发EMM INFO的场景有3种:

1)转发MSC的 MM INFO消息。

2)多时区特性开启;

3)流程中主动下发(例如ATTACH),& 配置开关强制下发EMMINFO

目前上海联通使用第3种方式下发时间信息。

2.Local time zone和Universal time and local time zone信元携带介绍

1)除转发MSC的MMINFO消息外,PS下发EMMINFO时,两个信元都会携带,无开关控制。

2)两信元中的time zone值相同,差异在于Universal time and local time zone补充携带了格林威治时间GMT。

终端日志查询时间消息

核心网打开网络授时开关后,可采集终端日志,查询是否收到EMM_INFORMATION信令

查询终端侧时间

终端完成时间同步后,可通过AT命令查询终端的时间。

AT命令为:AT+CCLK?。

说明如下:

Return current date & time (+CCLK)

图(2)查询时间同频的AT命令

Description

The clock will be set automatically once the UE has connected to the network.

Read command returns the current setting of the clock.

Refer to Chapter 6: Error Values for possible <err> values

Defined values

<time>: string type value; format is "yy/MM/dd,hh:mm:ss?zz", where characters indicate year (two last digits), month, day, hour, minutes, seconds and time zone (indicates the difference, expressed in quarters of an hour, between the local time and GMT; range -96...+96). E.g. 6th of May 1994, 22:10:00 GMT+2 hours equals to "94/05/06,22:10:00+08"

NOTE: If MT does not support time zone information then the three last characters of <time> are not returned by +CCLK?

Hisi Hi2110 Implementation

If the RTC has not been set by the network, no value is returned.

【效果验证】

上海联通现网分海思芯片与高通芯片两类终端,分别进行验证。

海思芯片:

图(3)海思芯片终端

使用UElogviewer工具,采集终端入网日志,搜索EMM_INFORMATION关键字,得到网络授时信息,结果如下:

图(4)UElogviewer采集海思芯片终端日志

使用SSCOM串口工具,对终端下发AT+CCLK?命令,查询终端当前时间,返回结果如下:

图(5)串口工具查询海思芯片终端时间

如上图所示,返回终端实时日期和时间为18/04/27,02:50:46+32,此为GMT时间,即18/04/27,10:50:46,与实际时间一致。

还可以使用UElogviewer工具采集终端日志,确认终端日期和时间,查询结果如下:

图(6)UElogviewer查询海思芯片终端时间

如上图所示,使用UElogviewer采集的日志中的终端日期时间,与实际一致,说明该终端支持时间同步。

高通芯片:

图(7)高通芯片终端

高通芯片终端同样使用AT+CCLK?的串口命令,返回结果如下:

图(8)串口工具查询高通芯片终端时间

如上图所示使用串口工具对高通芯片终端发送AT+CCLK?,返回18/04/27,05:43:15”为GMT时间,与实际时间一致。说明该高通芯片终端支持时间同步。

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