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CDMA手机显示时间和北京时间不一致问

题分析

作者:李岩

来源:《硅谷》2011年第13期

摘要: 分析北京时间和GPS时间以及UTC时间之间的差异,以及手机是采取的哪个时

间,希望大家我们来共同学习和研究。

关键词: CDMA;GPS时间;UTC时间

中图分类号:TN914 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0710139-01

1 问题描述

我们向朋友推荐CDMA手机时,经常提的一点是CDMA手机时间的绝对精准。有时为了

验证我们的说法,我们经常拿CDMA手机时间和电视里整点时显示的北京时间相对比。一位

同事在石家庄时无意中发现,自己手机比北京时间快十几秒,后来他到保定,发现还是和北京

时间不一致。因为石家庄和保定都属于中兴设备的覆盖范围,他于是咨询华为区域的人员了解

那边的情况,得到的反馈是那边的时间和北京时间是一致的。是否中兴区域的网络时钟不准

确?这对于严格要求时钟同步的CDMA网络无疑是一个非常严重的问题。

2 问题分析

针对发现的问题,中兴工程师马上进行了测试验证,现场用两款CDMA手机:MOTO

XT800和ZTE C3621观察时间,两个手机的时间显示是一致的,北京时间在互联网上提取,

对比发现,两款手机都比北京时间快15秒。

对现网和时间相关的参数并进行了核查,有如下几个:

1X小区:LTM_OFF(时差),LP_SEC(闰秒数);

DO小区:localtimeoffset(时差),Leapseconds(闰秒数);

检查这几个参数,参数设置都没有发现问题。

手机根据选择的网络的不同,同步于1X小区或DO小区,手机的时间是从它所同步的小

区获得的,小区时间取的是GPS时间。

1X小区在同步信道下发的同步信道消息中,包含了系统时间(SYSTEM

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_TIME),时差(LMT_OFF),闰秒(LPC_SEC)三个参数,手机根据这三个参数更新

自己的时间。如果是EVDO小区,会从同步消息下发系统时间(SYSTEM_TIME),从扇区参

数消息下发localtimeoffset(时差),Leapseconds(闰秒数),DO手机根据这三个参数更新自

己的时间。

小区所下发的系统时间(SYSTEM_TIME)就是GPS时间。

要了解GPS时间,时差,闰秒数和北京时间的关系,需要先了解以下几个概念:

传统的计时方法是根据地球自转周期来计算的,据天文观测规定的时间叫做UT1

(Universal Time),我们所熟悉的原标准时间格林尼治时间就是这种时间。

1967年国际通过了新的时间标准,使用原子钟来规定一秒钟的长度,直到现在这仍旧是

最精确的计时方法。将世界上所有到一定级别的原子钟(包括中国的原子钟)都合起来做一个

加权平均,这样算出来的时间作为世界原子钟时间标准(TAI)。

由于地球的自转不是匀速的,这样就导致了天文观测时间(UT1)和原子钟时间(TAI)

的不一致,按照天文学家的说法,地球越跑越慢,如果使用原子钟时间,几千年后,太阳升到

天顶的时间就不是正午而是子夜了。最后原子物理学家和天文学家只好妥协一下,搞出一个协

调世界时(UTC)。UTC对准到UT1,平时按照TAI来走,每过一定时间,一个叫国际地球

自转服务(IERS)的组织在UTC里加入闰秒,以保证UTC和UT1的差别小于0.9秒钟。这个

UTC时间,就是我们现在所用的标准时间。到2009年UTC已经比TAI慢了34秒。

70年代末美国第一颗GPS卫星上天,GPS时间对准了当时的UTC(当时比TAI慢19

秒),从那以后GPS时间走时按照TAI来走,完全不考虑闰秒,所以GPS时间永远比TAI慢

19秒。由于GPS时间不会随便跳闰秒,而且也可以很方便的获得,所以现在有一些对时间序

列要求高的系统采用的是GPS 时间而不是UTC,比如CDMA网络。由于GPS 时间的精度非

常高,达到了纳秒级,使用它来计算UTC时间,是目前最准确的UTC时间传播方式。

GPS+19=TAI

UTC+闰秒=TAI

所以用GPS计算UTC时间的公式为:GPS+19秒-闰秒=UTC

无论格林尼治时间还是UTC时间,都是指0时区的时间,其他时区都是根据0时区的时

间来计算本时区的时间。

北京时间的定义:“北京时间”是我国使用的东八时区的区时,时间比0时区UTC时间早8

个小时,因此北京时间=UTC+北京时区(8小时)=GPS+19秒-闰秒+北京时区(8小时)。

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小区下发的三个参数:SYSTEM_TIME、LTM_OFF和 LPC_SEC的意义如下:

SYSTEM_TIME=GPS时间

LTM_OFF:单位为30分钟,因此LTM_OFF/2=时区

LPC_SEC:它不是真正的闰秒,它是GPS和UTC的差值,LPC_SEC+19=闰秒

北京时间=UTC+北京时区=GPS+19秒-闰秒+北京时区=SYSTEM_TIME+19-

(LPC_SEC+19)+ LTM_OFF/2= SYSTEM_TIME-LPC_SEC-LTM_OFF/2

现网LPC_SEC配置是15秒,LTM_OFF的配置是16(单位30分钟)

因此北京时间=GPS时间-480分钟+15秒

现网参数配置无误,终端可以据此得到准确的北京时间。

现在已经验证了在中兴区域手机的显示时间确实和北京时间不一致,是否在华为区域确实

如客户所说时间和北京时间一样呢。深圳市的CDMA网络是华为的设备,通过深圳的同事帮

忙验证MOTO XT800和ZTE C3621两款终端,发现时间也是比北京时间快15秒的,这证明了

两个厂家的网络应该是一样的。如果在华为区域手机时间和北京时间一致属实,是否是不同手

机的问题呢?

一般国内手机显示的时间都是北京时间,即:GPS时间480分钟15秒,针对本案例,手

机显示的时间应该是GPS时间480分钟,是有一个办法可以确认手机显示的是否是这样:

接上高通的调试工具QXDM,查看手机打印信息,手机打印的信息带有时间戳,该时间

信息与GPS原子时一致,即比UTC快15秒。

里面的时间戳是GPS原子时,加上 时区偏移的480分钟,相当于本地时间17:07:54,手

机屏幕显示的时间也是17:07:54,证明手机的显示时间正是GPS时间+480,没有减闰秒。

在本地时间和北京时间同步后,和QXDM中显示的GPS时间对比(如上图),也会发现

本地时间比GPS时间+时区偏移慢十几秒,考虑到误差,可以当做是相差15秒。

由上可知,本测试终端显示的时间是GPS时间+480分钟,不是北京时间。这和网络没有

关系,因为同一地点下K-touch E379终端显示的时间和北京时间完全一致。

3 结论

CDMA手机显示的时间有两种方式:

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第一种是:GPS时间+时区偏移-闰秒;

另一种是:GPS时间+时区偏移。

因此,在同一区域,不同CDMA终端的时间显示可能不同,相差的时间就是闰秒时间,

而第一种类型的手机显示的时间是和北京时间是一致的。

作者简介:

李岩,中国电信保定分公司无线维护中心任网优主管。