CN113922912B - 时钟同步方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种时钟同步方法、装置及电子设备，通过接收主机发送的多个数据包，并获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔；数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；根据各有效数据包的接收时间、包序、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值；根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。

Description

时钟同步方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及时钟同步方法、装置及电子设备。
背景技术
无线设备时钟同步在实际生产生活中有非常重要的意义。例如在电影剧组、综艺节目拍摄等场景中，由于视频和音频往往是分开处理的，为了让后期剪辑更加方便，往往需要给摄影机和录音机等机器配套一个时码器设备，作为一种在拍摄中精确标记视频帧的方法，可以通过计算从第一个到最后一个视频确切帧数来工作。在对帧进行计数时，时间码为每个帧分配一个唯一的标识符，每个帧都包含：时:分:秒:帧的值。
但是同一个剧组中往往会有多台摄像机和录音机，且需要同步多台机器的时间码信息。而通过人为方式去给各个设备设置相同的时间码信息会存在比较大的误差，并且工作量也较大。另一种方式是通过无线网络进行时钟同步，这种方式通常采用网络时间协议（NTP协议），而NTP时钟同步精度往往和NTP服务器与用户间的网络状况有关，当NTP包往返路由不对称或者偶然性的网络延时波动，会导致时钟同步的误差较大。
发明内容
基于上述研究，本发明提供一种时钟同步方法、装置及电子设备，以改善上述问题。
本发明的实施例可以通过以下方面实现：
第一方面，本发明实施例提供一种时钟同步方法，所述方法包括：
接收主机发送的多个数据包，并获取接收各所述数据包的接收时间以及发送各所述数据包的发送间隔；所述数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；
根据所述发送间隔以及各所述数据包的接收时间、包序，对各所述数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；
根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及各所述有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值；
根据所述时间补偿值，对时间进行调整，以与所述主机时钟同步。
作为可选的技术方案，所述根据所述发送间隔以及各所述数据包的接收时间、包序，对各所述数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包的步骤包括：
针对每个所述数据包，根据所述发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，得到其他数据包与该数据包的第一延时；
根据所述第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包；
检测所述目标数据包的数量的占比是否大于预设的比例阈值，若大于，将该数据包设置为有效数据包。
作为可选的技术方案，所述针对每个数据包，根据所述发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，得到其他数据包与该数据包的第一延时的步骤包括：
根据所述发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到其他数据包与该数据包的第一延时：
Figure 354611DEST_PATH_IMAGE001
其中，i为第i包数据包的包序，di为包序为i的数据包的第一延时，ti为包序为i的数据包的接收时间，tr为包序为r的数据包的接收时间，∆T为发送间隔，且任意相邻两个数据包之间的发送间隔相等。
作为可选的技术方案，所述根据所述第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包的步骤包括：
针对每个所述第一延时，将该第一延时的绝对值与所述延时阈值进行比较；
若该第一延时的绝对值小于所述延时阈值，则该第一延时对应的数据包设置为所述目标数据包。
作为可选的技术方案，所述根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及各所述有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值的步骤包括：
针对每个所述有效数据包，根据所述发送间隔、所述首包时间戳以及该有效数据包的接收时间、包序，得到时钟差；
根据各所述有效数据包的时钟差，得到所述时间补偿值。
作为可选的技术方案，所述针对每个所述有效数据包，根据所述发送间隔、所述首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，得到时钟差的步骤包括：
根据所述发送间隔、所述首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到所述时钟差：
Figure 6172DEST_PATH_IMAGE002
其中，i为第i包数据包的包序，∆Ci为包序为i的数据包的时钟差，ti为包序为i的数据包的接收时间，T0为首包时间戳，D为标准延时，∆T为发送间隔，且任意两个相邻数据包之间的发送间隔相等。
作为可选的技术方案，所述根据各所述有效数据包的所述时钟差，得到所述时间补偿值的步骤包括：
根据各所述有效数据包的时钟差，得到补偿指标，将所述补偿指标设置为所述时间补偿值；
其中，所述补偿指标为各所述时钟差的均值。
其中，所述从机对时间进行调整后，得到所述从机的调整时间，以与所述主机时钟同步；
所述从机的调整时间通过以下公式得到：
Figure 130117DEST_PATH_IMAGE003
其中，C为所述从机的调整时间，T0首包时间戳，D为预设的标准延时，∆T为发送间隔，∆C平均为各所述时钟差的均值，n为所述数据包的个数。
作为可选的技术方案，在根据所述时间补偿值，对时间进行调整之后，所述方法还包括：
向所述主机发送确认数据包，以使所述主机根据所述确认数据包，在预设时长后，重新发送多个数据包。
第二方面，本发明实施例提供一种时钟同步装置，包括：
数据接收模块，所述数据接收模块用于接收主机发送的多个数据包，并获取接收各所述数据包的接收时间以及发送各所述数据包的发送间隔；所述数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；
筛选处理模块，所述筛选处理模块用于根据所述发送间隔以及各所述数据包的接收时间、包序，对各所述数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及各所述有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值；
时钟同步模块，所述时钟同步模块用于根据所述时间补偿值，对时间进行调整，以与所述主机时钟同步。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的时钟同步方法。
第四方面，本发明实施例提供一种可读储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的时钟同步方法。
本发明实施例所提供的一种时钟同步方法、装置及电子设备，通过接收主机发送的多个数据包，获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔；数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；根据各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值；根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的电子设备的一种结构示意图。
图2为本发明实施例所提供的时钟同步方法的一种流程示意图。
图3为本发明实施例所提供的时钟同步的应用示意图。
图4为本发明实施例所提供的主机发送多个数据包的示意图。
图5为本发明实施例所提供的从机接收多个数据包的示意图。
图6为本发明实施例所提供的得到有效数据包的一种流程示意图。
图7为本发明实施例所提供的得到目标数据包的一种流程示意图。
图8为本发明实施例所提供的得到时间补偿值的一种流程示意图。
图9为本发明实施例所提供的时钟同步装置的一种方框示意图。
图标：100-电子设备；10-时钟同步装置；11-数据接收模块；12-筛选处理模块；13-时钟同步模块；20-存储器；30-处理器；40-通信单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
无线设备的时钟同步在实际生产生活中有非常重要的意义。例如在传统电影剧组、综艺节目拍摄等场景中，需要给摄影机和录音机等机器配套一个时码器设备，但是同一个剧组中往往会有多台摄像机和录音机，且需要同步多台机器的时间码信息。常见的是通过无线网络进行时钟同步，这种方式通常采用网络时间协议（NTP协议），而NTP时钟同步精度往往和NTP服务器与用户间的网络状况有关，当NTP包往返路由不对称或偶然性的网络延时波动，导致时钟同步的误差较大。
基于上述研究内容，本实施例提供一种时钟同步方法，方法包括：接收主机发送的多个数据包，并获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔。数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。根据各有效数据包的接收时间、包序、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值。根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。
请参阅图1，图1为本实施例提供的一种电子设备100的结构框图。如图1所示，电子设备可以包括时钟同步装置10、存储器20、处理器30及通信单元40，存储器20存储有处理器30可执行的机器可读指令，当电子设备100运行时，处理器30及存储器20之间通过总线通信，处理器30执行机器可读指令，并执行时钟同步方法。
存储器20、处理器30以及通信单元40各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现信号的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。时钟同步装置10包括至少一个可以软件或固件（firmware）的形式存储于存储器20中的软件功能模块。处理器30用于执行存储器20中存储的可执行模块（例如时钟同步装置10所包括的软件功能模块或计算机程序）。
其中，存储器20可以是，但不限于，随机读取存储器（Random Access Memory，RAM），只读存储器（Read Only Memory，ROM），可编程只读存储器（Programmable Read-OnlyMemory，PROM），可擦除只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM），电可擦除只读存储器（Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）等。
在一些实施例中，处理器30用以执行本实施例中描述的一个或多个功能。在一些实施例中，处理器30可以包括一个或多个处理核(例如，单核处理器(S)或多核处理器(S))。仅作为举例，处理器30可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、专用指令集处理器(Application Specific Instruction-setProcessor，ASIP)、图形处理单元(GraphicsProcessing Unit，GPU)、物理处理单元(Physics Processing Unit，PPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、控制器、微控制器单元、简化指令集计算机(ReducedInstruction Set Computing，RISC)或微处理器等，或其任意组合。
为了便于说明，在电子设备100中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本实施例中的电子设备100还可以包括多个处理器，因此本实施例中描述的一个处理器执行的步骤也可以由多个处理器联合执行或单独执行。例如，若服务器的处理器执行步骤A和步骤B，则应该理解，步骤A和步骤B也可以由两个不同的处理器共同执行或者在一个处理器中单独执行。例如，处理器执行步骤A，第二处理器执行步骤B，或者处理器和第二处理器共同执行步骤A和B。
本实施例中，存储器20用于存储程序，处理器30用于在接收到执行指令后，执行程序。本实施例任一实施方式所揭示的流程定义的方法可以应用于处理器30中，或者由处理器30实现。
通信单元40用于通过网络建立电子设备100与其他设备之间的通信连接，并用于通过网络收发数据。
在一些实施方式中，网络可以是任何类型的有线或者无线网络，或者是他们的结合。仅作为示例，网络可以包括有线网络、无线网络、光纤网络、远程通信网络、内联网、因特网、局域网（Local Area Network，LAN）、广域网（Wide Area Network，WAN）、无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）、广域网（Wide Area Network，WAN）、公共电话交换网（Public Switched Telephone Network，PSTN）、蓝牙网络、ZigBee网络、或近场通信（Near Field Communication，NFC）网络等，或其任意组合。
在本实施例中，电子设备100可以是但不限于笔记本电脑、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本、个人数字助理（Personal DigitalAssistant，PDA）等电子设备上，本实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。
可以理解地，图1所示的结构仅为示意。电子设备100还可以具有比图1所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
基于图1的实现架构，本实施例提供一种时钟同步方法，由图1所示的电子设备执行，下面基于图1示出的电子设备100的结构图对本实施例提供的时钟同步方法的步骤进行详细阐述，结合图2所示，该时钟同步方法包括步骤101至步骤104：
步骤101：接收主机发送的多个数据包，并获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔，数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。
结合图3理解，在本实施例中，主机至少有一个，可以是无线网络中指定的特定设备，例如时间服务器。主机可以在一定时间内，例如3毫秒或5毫秒，向其他电子设备发送多个数据包，其他电子设备可以是从机、时间客户端等，发送方式可以是广播方式。在实际应用中，也可以是通过手机APP对主机发送时间同步指令，主机接收到时间同步指令后，向从机发送多个数据包，并在同步完成后向手机APP发送同步结果。
其中，结合图4和图5所示，数据包中至少包括包序和发送第一个数据包的首包时间戳。需要解释的是，包序可以是主机对所发送的数据包进行的编号，每个包序对应一个数据包。如果主机发送了n个数据包，则一共有n个包序，发送的第一个数据包的包序为1，第二个数据包的包序为2，以此类推，则第n个数据包的包序为n。容易理解的是，首包时间戳则是主机发送第一个数据包的对应的主机时间，对应图4中的T0。从机接收到各数据包时会参考自身时间，根据接收的数据包生成对应的接收时间，对应图5中的t1、t2…… tn。需要注意的是，由于每个数据包的发送时间都不同，也就是说，发送相邻两个数据包之间有时间间隔，对应图4中的∆T。在本实施例中，时间间隔可以不同，也可以相同，本实施例对此不做限定，但是为了方便计算与实施，将相邻两个数据包之间的时间间隔设置相同。
步骤102：根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。
其中，在获取发送间隔以及各数据包的接收时间、包序后，通过对各数据包进行筛选处理，剔除不符合筛选条件的数据包，得到至少一个有效数据包。为了便于本领域技术人员理解与实施，本实施例对筛选处理的实施方式进行举例说明，具体如下。
从机在接收各数据包时，生成各数据包的接收时间，根据各数据包的接收时间，计算出相邻两个数据包的接收时间间隔。除第一个接收的数据包，针对其他各数据包而言，分别将其他各数据包与前一数据包的时间间隔和预设的间隔阈值比较，若小于间隔阈值，则该数据包为有效数据包；也可以分别计算其他各数据包与间隔2个包序的数据包的时间间隔，将时间间隔与预设的间隔阈值比较，若小于间隔阈值，则该数据包为有效数据包。需要注意的是，两种实施方式中的间隔阈值的取值是不同的。
步骤103：根据各有效数据包的接收时间、包序、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值。
其中，时间补偿值是用于调整从机时间，从机根据时间补偿值进行调整后，从机的时间更加接近主机的时间，也可以理解成主机、从机两者保持同步一致的时间。在本实施例中，通过获取各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，对各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔进行处理，从而得到时间补偿值。
常见的处理方式可以是，根据有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，得到时钟差，将得到的时钟差与预设的时钟差阈值进行比较，留取小于时钟差阈值的时钟差，并将留取的各时钟差的绝对值按照大小进行排列，选取各时钟差的中位数作为时间补偿值。
步骤104：根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。
其中，由于网络传输等原因，从机的时间和主机的时间存在不一致性，而实际使用中，往往要求从机与主机的时间尽可能的同步。在本实施例中，为了弥补从机与主机之间的时间不一致性，尽可能减小从机与主机之间的时钟误差，通过处理计算，得到时间补偿值，从机根据时间补偿值调整自身时间，以与主机时钟同步。
本发明实施例所提供的一种时钟同步方法，在接收主机发送的多个数据包后，获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔。数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。根据各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值。根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。
考虑到网络延时波动具有偶然性，不可避免的会导致从机接收的一些数据包中，有小部分出现延时偏差较大。为了避免这部分延时偏差较大的数据包对时钟同步造成影响，在一些可选的实施例中，结合图6所示，根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包的步骤包括：
步骤201：针对每个数据包，根据发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，得到其他数据包与该数据包的第一延时。
步骤202：根据第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包。
步骤203：检测目标数据包的数量的占比是否大于预设的比例阈值，若大于，将该数据包设置为有效数据包。
容易理解的是，主机发送数据包的时间与从机接收数据包的时间往往存在不一致性，导致这种不一致性的原因主要包括无线网络标准延时、偶然性网络延时波动、从机与主机的时钟差。而在实际应用中，可以测算出主机和从机组成的无线网络的标准延时，在本实施例中，经过实验测算可以得到，标准延时一般可为44毫秒，当然在其他实施例中标准延时还可以根据需要设置成其它值。从机接收的大部分数据包的实际延时，会在标准延时的附近区间波动。
在开始时钟同步时，针对从机接收的每个数据包，分别计算其他数据包与该数据包的第一延时，需要说明的是，从机接收主机发送的数据包时，可能会存在数据包丢失的情况。也就是说，在某种情况下，主机向从机发送了20个数据包，但是从机只接收了18个数据包，那么有2个数据包发生丢失。如果出现丢失情况，由于数据包中包含包序，从机依然可按实际接收到的数据包进行处理，丢失的数据包不影响后续计算处理。
在本实施例中，获取目标数据包之后，检测目标数据包的数量的占比是否大于预设的比例阈值，如果检测目标数据包的数量的占比大于比例阈值，将该数据包设置为有效数据包。
在一种可选的实施方式中，针对包序为i的数据包，该数据包的目标数据包数量的占比可以通过以下公式得到：
Figure 994168DEST_PATH_IMAGE004
其中，p i 为该数据包的目标数据包数量的占比，m i 为该数据包的目标数据包的数量，n为数据包的个数。
例如，有100个数据包，针对包序为2的数据包而言，在其他数据包中，符合延时阈值的目标数据包有85个，则通过上述公式可以计算得到该数据包的目标数据包数量的占比为85.8%。
需要解释的是，选取的延时阈值，会影响预设的比例阈值。具体的说，除受偶然性延时波动的影响，大部分数据包的实际延时都是在标准延时一定范围内波动，例如延时阈值是二分之一标准延时，可以根据实验测算，得到符合二分之一标准延时范围的数据包的占比大约为80%至90%。如果经过计算后，该数据包为有效数据包，则说明，该数据包未受偶然性网络延时波动的影响，若小于，则该数据包的延时偏差较大，需要剔除该数据包。
另外，在计算第一延时的时候，每个数据包的接收延时都会被作为标准延时进行一次计算，根据第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包。
在可选的实施例中，结合图7所示，根据第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包的步骤包括：
步骤301：针对每个第一延时，将该第一延时的绝对值与延时阈值进行比较。
步骤302：若该第一延时的绝对值小于延时阈值，则该第一延时对应的数据包设置为目标数据包。
其中，延时阈值可以是一个数值或者某段区间，例如，延时阈值为二分之一的标准延时，例如标准延时为44毫秒，则延时阈值为22毫秒，即第一延时的绝对值需要满足设定值，|第一延时的绝对值|＜标准延时/2，也就是说，例如以标准延时为44毫秒为例，若第一延时的绝对值小于22毫秒，则第一延时对应的数据包为目标数据包；若第一延时的绝对值大于22毫秒，则第一延时对应的数据包不是目标数据包
具体的，可以根据发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到其他数据包与该数据包的第一延时：
Figure 402015DEST_PATH_IMAGE005
其中，i为第i包数据包的包序，di为包序为i的数据包的第一延时，ti为包序为i的数据包的接收时间，tr为包序为r的数据包的接收时间，∆T为发送间隔，需要注意的是，任意相邻两个数据包之间的发送间隔相等，而di对应的是包序为i的其他数据包的第一延时，也就是说i对应的是公式中其他数据包的包序，而r对应的是公式中该数据包的包序。
在本实施例中，为了便于本领域技术人员理解与实施，本实施例对于有效数据包给出以下具体实例进行说明。
具体为，假设主机向从机发送了20个数据包，发送间隔为1毫秒，标准延时为44毫秒，从机接收了19个，而包序为18 的数据包发生了丢失。现以从机接收的第一个数据包为参考，该数据包的包序为1，首包时间戳为2021年1月1日12时整，接收时间为2021年1月1日12时50毫秒。包序为4的数据包，从机的接收时间为接收时间为2021年1月1日12时55毫秒，计算第包序为4的数据包的第一延时为：
Figure 958898DEST_PATH_IMAGE006
由上述公式可以计算得到包序为4的数据包的第一延时d4为2毫秒。假设延时阈值为0至22毫秒的范围，预设的比例阈值为80%，则包序为4的数据包为目标数据包。按此方法，计算其他17个数据包的第一延时。假设计算的有15个数据包的第一延时的绝对值都处于延时阈值的范围，那么目标数据包的数量的占比约为89.47%，大于预设的比例阈值，则将包序为1的数据包设置为有效数据包。
从数据包中筛选出有效数据包是计算时间补偿值的前提，通过前述内容可知，当获取有效数据包之后，在一些可选的实施例中，结合图8所示，根据各有效数据包的接收时间、包序、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值的步骤包括：
步骤401：针对每个有效数据包，根据发送间隔、首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，得到时钟差。
步骤402：根据各有效数据包的时钟差，得到时间补偿值。
其中，以每个有效数据包为准，分别计算一次时钟差，具体为，针对每个有效数据包，根据发送间隔、首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，得到时钟差。在本实施例中，时钟差是指从机的时间与相对主机时间的差值。
在一些可选的实施例中，针对每个有效数据包，根据发送间隔、首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，得到时钟差的步骤包括：
根据发送间隔、首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到时钟差：
Figure 570139DEST_PATH_IMAGE007
其中，i为第i包数据包的包序，∆Ci为包序为i的数据包的时钟差，ti为包序为i的数据包的接收时间，T0为首包时间戳，D为预设的标准延时，∆T为发送间隔。需要注意的是，任意相邻两个数据包之间的发送间隔相等，i对应的是公式中该数据包的包序。
需要说明的是，由于对数据包进行筛选处理，一些延时偏差较大的数据包被剔除，剩下的为有效数据包，因此，这些有效数据包的包序不一定是连续数值，也就是说，i的取值可能不是连续的数值。
在本实施例中，容易理解的是，根据上述公式，可以得到每一个有效数据包的时钟差，为了使时间补偿值更准确，可以对这些时钟差进行进一步加工处理，具体地说，根据各有效数据包的时钟差，得到时间补偿值的步骤包括：
根据各有效数据包的时钟差，得到补偿指标，将补偿指标设置为时间补偿值。其中，补偿指标为各时钟差的均值或众数。
需要说明的是，即使剔除延时偏差较大的数据包，剩下的有效数据包也是有足够数量满足计算要求的。在一般情况下，延时偏差较大的数据包数量较少，另外还可能存在一些丢失的数据包，即使这种情况，依然会有一定数量的有效数据包。根据这些有效数据包，计算得到相应的时钟差。
在一种可选实施方式中，计算各有效数据包的时钟差的均值，该均值即作为补偿指标。通过以下公式计算得到各有效数据包的时钟差的均值：
Figure 503460DEST_PATH_IMAGE008
其中，∆C平均为各有效数据包的时钟差的均值，∆C1为第一个有效数据包的时钟差，∆C2为第二个有效数据包的时钟差，∆Ck为第k个有效数据包的时钟差，k为有效数据包的个数。
需要说明的是，由于剔除了延时偏差较大的数据包，使得各有效数据包的的包序，在数值上不连续，导致各有效数据包的时钟差的序号与包序不一定相同。例如，包序为1的数据包延时偏差较大，则剔除该数据包。而包序为2的数据包经过计算，为有效数据包，则包序为2的数据包的时钟差作为第一个有效数据包的时钟差。
在另一种可选实施方式中，取各时钟差的众数，该众数即作为补偿指标；还有一种可选的实施方式，将各时钟差的绝对值按照大小进行排序，取各时钟差的中位数，该中位数即作为补偿指标。本实施例对于补偿指标的实施方式不做限定，应当理解的是，其他具有相同作用的对时钟差加工处理的实施方式依然属于本实施例的保护范围。
在本实施例中，得到补偿指标后，可以将补偿指标作为时间补偿值，用于从机调整时间，以与主机时钟同步。
在本实施例中，可以通过以下公式得到从机的调整时间：
Figure 641181DEST_PATH_IMAGE009
C为从机的调整时间，T0首包时间戳，D为预设的标准延时，∆T为发送间隔，∆C平均为各有效数据包的时钟差的均值，n为数据包的个数。
值得一提的是，从机与主机进行时钟同步可以是一次，也可以是多次，可依照实际情况设定。由此，在一些可选的实施例中，在根据时间补偿值，对时间进行调整之后，时钟同步方法还包括：
向主机发送确认数据包，以使主机根据确认数据包，在预设时长后，重新发送多个数据包。
其中，确认数据包是指在从机完成至少一次与主机时钟同步后，从机向主机发送的确认完成时钟同步的数据包，常见的确认数据包可以是ack数据包。需要说明的是，主机接收到从机发送的确认数据包后，可在预设时长之后，向从机重新发送用于时钟同步的多个数据包，预设时长可以是3分钟或5分钟，也可以是1个小时或2个小时，本实施例对此不做限定。也就说从机与主机时钟同步可以进行多次，而调整从机时间，则以最后一次与主机时钟同步的时间为准。
本发明实施例提供的一种时钟同步方法，在接收主机发送的多个数据包后，获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔。数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。根据各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值。根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。
基于同一发明构思，请结合参阅图9，本实施例还提供一种时钟同步装置10，包括：数据接收模块11，筛选处理模块12，时钟同步模块14。
数据接收模块11，数据接收模块11用于接收主机发送的多个数据包，并获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔。数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。
筛选处理模块12，筛选处理模块12用于根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。根据首包时间戳、发送间隔以及各有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值。
时钟同步模块13，时钟同步模块13用于根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。
在可选的实施方式中，筛选处理模块12用于：
针对每个数据包，根据发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，得到其他数据包与该数据包的第一延时。
根据第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包。
检测目标数据包的数量的占比是否大于预设的比例阈值，若大于，将该数据包设置为有效数据包。
在可选的实施方式中，筛选处理模块12用于：
根据发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到其他数据包与该数据包的第一延时：
Figure 493599DEST_PATH_IMAGE010
其中，i为第i包数据包的包序，di为包序为i的数据包的第一延时，ti为包序为i的数据包的接收时间，tr为包序为r的数据包的接收时间，∆T为发送间隔，且任意相邻两个数据包之间的发送间隔相等。
在可选的实施方式中，筛选处理模块12用于：
针对每个第一延时，将该第一延时的绝对值与延时阈值进行比较。
若该第一延时的绝对值小于延时阈值，则该第一延时对应的数据包设置为目标数据包。
在可选的实施方式中，筛选处理模块12用于：
针对每个有效数据包，根据发送间隔、首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，得到时钟差。
根据各有效数据包的时钟差，得到时间补偿值。
在可选的实施方式中，筛选处理模块12用于：
根据发送间隔、首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间以及预设的标准延时，通过以下公式计算得到时钟差：
Figure 716770DEST_PATH_IMAGE011
其中，i为第i包数据包的包序，∆Ci为包序为i的数据包的时钟差，ti为包序为i的数据包的接收时间，T0为首包时间戳，D为标准延时，∆T为发送间隔，且任意两个相邻数据包之间的送间隔相等。
在可选的实施方式中，筛选处理模块12用于：
根据各有效数据包的时钟差，得到补偿指标，将补偿指标设置为时间补偿值。
其中，补偿指标为各时钟差的均值或众数。
筛选处理模块12还可用于所述从机对时间进行调整后，得到所述从机的调整时间，以与所述主机时钟同步；
所述从机的调整时间通过以下公式得到：
Figure 188203DEST_PATH_IMAGE012
其中，C为所述从机的调整时间，T0首包时间戳，D为预设的标准延时，∆T为发送间隔，∆C平均为各所述时钟差的均值，n为所述数据包的个数。
在可选的实施方式中，时钟同步模块13用于：
向主机发送确认数据包，以使主机根据确认数据包，在预设时长后，重新发送多个数据包。
本发明实施例所提供的一种时钟同步装置，在接收主机发送的多个数据包后，获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔。数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。根据各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值。根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的时钟同步装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
另外，本实施例还提供一种时钟同步系统，包括：
主机，用于发送多个数据包，数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；
至少一个从机，用于接收主机发送的多个数据包，并获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔；根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；根据首包时间戳、发送间隔以及各有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值；从机根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的时钟同步系统中各设备的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
在上述基础上，本实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述任一实施方式的时钟同步方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，由于为描述的方便和简洁，上述描述的可读存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
综上，本发明实施例提供的一种时钟同步方法、装置及电子设备，在接收主机发送的多个数据包后，获取接收各数据包的接收时间以及发送各数据包的发送间隔。数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳。根据发送间隔以及各数据包的接收时间、包序，对各数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包。根据各有效数据包的接收时间、首包时间戳以及发送间隔，得到时间补偿值。根据时间补偿值，对时间进行调整，以与主机时钟同步。大大降低网络延时波动的偶然性对时钟同步结果准确度造成的影响，提高时钟同步的精度。
以上，仅为本发明的各种实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种时钟同步方法，应用于从机，其特征在于，所述方法包括：
接收主机发送的多个数据包，并获取接收各所述数据包的接收时间以及发送各所述数据包的发送间隔；所述数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；
根据所述发送间隔以及各所述数据包的接收时间、包序，对各所述数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；
根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及各所述有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值；
根据所述时间补偿值，对时间进行调整，以与所述主机时钟同步。
2.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述根据所述发送间隔以及各所述数据包的接收时间、包序，对各所述数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包的步骤包括：
针对每个所述数据包，根据所述发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，得到其他数据包与该数据包的第一延时；
根据所述第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包；
检测所述目标数据包的数量的占比是否大于预设的比例阈值，若大于，将该数据包设置为有效数据包。
3.根据权利要求2所述的时钟同步方法，其特征在于，所述针对每个数据包，根据所述发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，得到其他数据包与该数据包的第一延时的步骤包括：
根据所述发送间隔以及该数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到其他数据包与该数据包的第一延时：
Figure 29629DEST_PATH_IMAGE001
其中，i为第i包数据包的包序，d i 为包序为i的数据包的第一延时，t i 为包序为i的数据包的接收时间，tr为包序为r的数据包的接收时间，∆T为发送间隔，且任意相邻两个数据包之间的发送间隔相等。
4.根据权利要求2所述的时钟同步方法，其特征在于，所述根据所述第一延时，得到其他数据包中符合预设的延时阈值的目标数据包的步骤包括：
针对每个所述第一延时，将该第一延时的绝对值与所述延时阈值进行比较；
若该第一延时的绝对值小于所述延时阈值，则该第一延时对应的数据包设置为所述目标数据包。
5.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及各所述有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值的步骤包括：
针对每个所述有效数据包，根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及该有效数据包的接收时间、包序，得到时钟差；
根据各所述有效数据包的时钟差，得到所述时间补偿值。
6.根据权利要求5所述的时钟同步方法，其特征在于，所述针对每个所述有效数据包，根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及该有效数据包的接收时间、包序，得到时钟差的步骤包括：
根据所述发送间隔、所述首包时间戳以及该有效数据包的包序、接收时间，通过以下公式计算得到所述时钟差：
Figure 477928DEST_PATH_IMAGE002
其中，i为第i包数据包的包序，∆Ci为包序为i的数据包的时钟差，ti为包序为i的数据包的接收时间，T0为首包时间戳，D为预设的标准延时，∆T为发送间隔，且任意两个相邻数据包之间的发送间隔相等。
7.根据权利要求5所述的时钟同步方法，其特征在于，所述根据各所述有效数据包的所述时钟差，得到所述时间补偿值的步骤包括：
根据各所述有效数据包的时钟差，得到补偿指标，将所述补偿指标设置为所述时间补偿值；
其中，所述补偿指标为各所述时钟差的均值。
8.根据权利要求5所述的时钟同步方法，其特征在于，所述从机对时间进行调整后，得到所述从机的调整时间，以与所述主机时钟同步；
所述从机的调整时间通过以下公式得到：
Figure 788823DEST_PATH_IMAGE003
其中，C为所述从机的调整时间，T0首包时间戳，D为预设的标准延时，∆T为发送间隔，∆C 平均 为各所述时钟差的均值，n为所述数据包的个数。
9.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，在根据所述时间补偿值，对时间进行调整之后，所述方法还包括：
向所述主机发送确认数据包，以使所述主机根据所述确认数据包，在预设时长后，重新发送多个数据包。
10.一种时钟同步装置，其特征在于，包括：
数据接收模块，所述数据接收模块用于接收主机发送的多个数据包，并获取接收各所述数据包的接收时间以及发送各所述数据包的发送间隔；所述数据包中包括包序以及发送第一个数据包的首包时间戳；
筛选处理模块，所述筛选处理模块用于根据所述发送间隔以及各所述数据包的接收时间、包序，对各所述数据包进行筛选处理，得到至少一个有效数据包；根据所述首包时间戳、所述发送间隔以及各所述有效数据包的接收时间、包序，得到时间补偿值；
时钟同步模块，所述时钟同步模块用于根据所述时间补偿值，对时间进行调整，以与所述主机时钟同步。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9中任一所述的时钟同步方法。
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