CN100499792C - 分布式mcu - Google Patents

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Abstract

本发明一般地涉及一种会议网络系统并且尤其涉及一种在分布式视频会议中根据加权函数自动产生和分配对于多个多点控制单元(MCU)的多个端点(EP)的优化建立的方法和设备。本发明进一步涉及一种监视和管理在分布式视频会议系统中连接在一起并且建立呼叫的分布式MCU的方法和设备。通过收集并且合并呼叫信息，所述方法和系统能够发送特定命令到能够执行所述命令的MCU。

Description

分布式MCU
技术领域
本发明一般的涉及一种视频会议网络设备，并且尤其涉及一种在分布式视频会议中自动产生和分配对于多个多点控制单元的多个端点的最优化建立的方法和设备。
本发明进一步涉及一种监视和管理分布式MCU概念的方法和设备，包括主MCU和一个或多个从属MCU，在分布式视频会议的呼叫中连接在一起。
背景技术
视频和音频会议是在远距离通信中使用的技术。由于在呼叫建立和呼叫管理中存在很多问题，很多解决方案需要会议管理员建立并且管理会议。为了简化呼叫建立和会议管理工作，很多大型机构和服务提供者使用称为多点控制单元(MCU)的中央化服务器。MCU是用于处理多个参加者的呼叫或者允许对来自2至n个参加者的呼叫进行中央呼叫管理的服务器。
由于网络访问限制以及理解多个提供商的设备和相同提供商的不同版本需要培训和教育，仅通过访问端点(EP)而管理呼叫并不是可行的解决方案。端点(EP)定义为视频会议中使用的视频/音频终端/电话或者网关。
通过提供中央化服务器(即MCU)，会议管理者可以控制来自单个接口的呼叫的大多数方面。由于多数MCU允许多个会议，管理者还可以监视来自相同接口的多个呼叫。
目前，很多系统可以帮助管理端点和MCU，例如Polycom GMS，Polycom会议套装(也称为应用全球技术(AGT)VCAS)和ForgentVNP——然而它们并没有解决单个呼叫建立和管理接口的问题。仍然需要管理员理解网络上的不同设备。
Polycom GMS仅允许监视端点之间的呼叫。Polycom会议套装(AGT VCAS)允许在系统级别监视系统的呼叫。
Forgent VNP允许在系统级别监视系统的呼叫和呼叫建立。
TANDBERG管理套装允许在系统级别监视系统的呼叫。
目前已有多个公开文档描述视频会议的不同技术方面。
US-6157401描述了一种在视频会议系统中使用的网守(gatekeeper)，用于控制在系统上登录的EP的别名地址。它检查地址是否为“复合地址”，并且如果是则确认MCU在如此指定的参加者中分配会议资源到视频会议。
EP-1359708描述了一种用于在视频会议中从其他参加者的视频通信终端创建视频连接的方法。
US-2003/0147357描述了一种用于通过视频通信终端和相关的消息数据表呼叫视频通信服务的方法。更特别的，它描述了一种用于通过使用MCU和呼叫者召集会议模式建立视频会议的方法。
US-2002/0071026描述了一种用于包含虚拟视频会议环境的设备和方法。更特别的，它描述了一种用于确定在系统上登录的用户是否指定了视频会议期间通常通过照相机设备检测到的默认环境之外的替代环境的设备和方法。如果是，则环境处理器从环境数据库获取环境，并且视频会议设备使用指定的环境。如果不是，则环境处理器发送可能环境列表，并且用户可以从该列表中选择偏好的环境。如果用户不愿意选择替代环境，则选择默认环境。
US-5594725描述了一种视频率控制的程序和系统。
US-2002/0036707描述了一种从多线程视频中过滤人造物的方法。
US-6590603描述了一种管理流数据的系统和方法。
这些公开文档描述了本发明涉及的视频会议的相关方面。最后三个公开文档被包含为视频会议技术中的一般背景技术。
现有的视频和音频会议系统允许进入系统并且监视/编辑呼叫。TMS、Forgent VNP和Polycom会议套装还允许进行呼叫建立，但是不能处理级联的MCU连接，或者将会议作为整体进行监视——仅在系统级别作为一个系统。
使用中央化服务器(MCU)存在多个问题。由于需要处理窥视(peek)情况，可能具有很大尺寸和很高成本。为了处理多数情况，MCU通常具有远超过一般的使用和会议数量所需尺寸的大尺寸。这是由于需要处理在主会议时段通常发生的窥视情况。通常这个问题并不是由于单个会议的规模，而是由于进行的会议的数量。由于点对点呼叫也需要管理，也必须路由通过中央化服务器，从而需要资源。
由于服务器设置而导致的增加的呼叫成本是一个重要因素。由于通常具有少数的大型中央化服务器(MCU)，而所有呼叫必须拨号经过所述中央化服务器。例如，如果一个公司具有位于英国伦敦的MCU——如果在瑞典和挪威之间进行呼叫，则必须在瑞典站点和伦敦的MCU之间进行呼叫，并且必须在挪威站点和伦敦的MCU之间进行另一呼叫。如果不需要进行中央化管理，则呼叫可以在挪威到瑞典的站点之间仅进行一次直接呼叫。
如果服务器失败，路由通过所述服务器的所有呼叫也失败，即失败的单点，就此点而言，中央化视频和音频会议服务器与其他服务器没有什么不同，
考虑到上述问题，根据本发明的解决方案具有如下优点：
由于处理窥视情况所需的大尺寸和高成本可以被极大最小化。由于不需要单个的会议服务器(MCU)，可以使用多个更小的单元或者在某些端点直接可用的MCU。并且也不需要过多数量的MCU，这是因为由于对点对点呼叫直接拨号并且需要大量参加者以至于单个MCU不能处理的呼叫会被分隔在很多更小的MCU之间，处理大量会议所需的开销大大减小。
由于不再需要大型MCU的单点管理，可以在公司的业务区域内设置很多更小的MCU，由此降低由于设置服务器导致的呼叫成本。并且由于很多端点具有内部MCU能力，或者仅能在两个系统之间呼叫——因此不需要拨号外部MCU，允许在会议中在系统之间直接进行呼叫。
由于即使某些MCU不可访问或者失败，所述解决方案仍能正常工作，因此不会产生失败的单点。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种在概述中提到的能够克服现有技术的缺陷的方法和设备。
本发明的第一方面是提供一种在分布式视频会议系统中自动产生和分配对于多个多点控制单元(MCU)的多个端点的优化建立的方法和设备。所述方法包括第一步骤：基于视频会议会话中需要连接的EP数量而估计所需的MCU数量，接着进行第二步骤：通过将每个EP分配到MCU而根据所述估计检查是否具有足够数量的可用MCU，以及最后的优化步骤：通过根据加权函数将EP连接到MCU而最终分配EP到MCU。
当计划的会议在网络上任何单个MCU上包括多于可用资源的会议系统，则需要对MCU进行级联。本发明方法可以自动建立级联MCU呼叫。
所述EP和MCU在某些情况下可以为相同的物理设备。
本发明第二个方面是提供一种监视和管理网络中的多个视频会议设备的方法和设备。所述方法包括在第一步骤中从呼叫中的设备收集并且合并呼叫信息例如协议和持续时间，接下来一旦接收到管理功能则检查主设备是否能够执行特定命令，然后如果所述主设备不能执行所述命令则检查从属设备是否能够执行所述特定命令，接着如果所述主设备或者从属设备不能执行该命令则检查将执行所述命令的端点(EP)是否能够执行所述特定命令。最后步骤是在能够执行所述特定命令的设备上执行所述命令。
设备可以为两个或更多视频会议设备的呼叫建立中使用的任何元件，例如MCU、网关(将不同的网络例如IP和ISDN连接在一起)、网守(作为中央控制点并且为注册的端点提供呼叫控制服务)以及端点(EP)等等。
附图说明
现在参考附图进一步描述本发明，其中：
图1为显示系统组群之间的呼叫建立的示意结构图；
图2为显示两个可用MCU的呼叫建立的示意结构图；
图3A为显示根据本发明方法的分布式呼叫解决方案的实现的流程图；以及
图3B为图3A所示的流程图的优化部分。
具体实施方式
图1显示系统组群之间如何建立呼叫的示例。在左上方，三个系统连接到外部MCU A。右上方另外三个系统连接到外部MCU B。在MCU A和MCU B之间具有呼叫以在其间传送信息。在附图的底部，具有内置MCU的端点具有与其连接的另外两个系统。这样总共有九个端点连接到单个会议。
本发明的第一部分是按照自动连接所有系统的方式对呼叫进行路由。这可以考虑到不同因素(呼叫代价、质量、容量等)而完成。所述方法允许建立呼叫而不需要中央化位置。
本发明的第二并且独特部分是通过一个或多个服务主动管理和监视配置中的系统。然后提供单个接口给管理员以建立、监视和管理所述呼叫。例如为了改变具有会议发言权的人(其音频和/或视频提供给所有其他参加者)，必须发送请求到MCU A、MCU B和内部MCU。与现今使用的解决方案不同——其中管理员必须进入每个这些单元以改变呼叫流，在本发明中管理员在一个位置改变设置，导致在呼叫中所需单元上产生连锁动作——从而端点用户看起来就好像是从中央化MCU对呼叫进行管理一样。
图2显示了两个可用MCU的呼叫建立的示例。其中显示了本发明方法如何建立分布式呼叫。该示例涉及14个视频会议系统的呼叫。本发明在存在多于任何单个MCU上的可用资源的会议系统时自动产生优化的级联的多个MCU解决方案，而不必让用户手动建立整个分布式会议。
假定有14个视频会议系统，其中7个位于美国德克萨斯州的达拉斯，4个位于美国纽约州的纽约，以及3个位于挪威奥斯陆的Lysaker。还有两个MCU，一个位于达拉斯并且一个位于Lysaker。达拉斯的MCU具有足够资源以保持10个系统，而Lysaker的MCU具有足够资源保持8个系统。
由于没有哪个MCU具有足够资源以保持所有14个系统，我们需要将两个MCU级联在一起。我们将位于达拉斯的7个系统置于达拉斯MCU上，因为它们最靠近，并且还将纽约的两个系统置于相同的MCU上。剩下的第10个资源用于链接到挪威的第二MCU。由于达拉斯MCU已经满载了，我们将Lysaker的3个系统置于Lysaker的MCU上并且将纽约的剩下的两个系统也置于该MCU上。
图3A显示了创建分布式MCU呼叫时涉及的程序。所述在分布式视频会议中自动产生和分配对于多个多点控制单元的多个端点的优化建立的方法包括步骤：
第一步骤100是基于加权函数产生可用MCU的MCU优先级列表，所述加权函数是基于MCU的任何所需特性或属性以及EP数量的。这可以是MCU中的可用处理资源量，以及将MCU连接到EP所需的带宽资源。通过此列表，具有最佳权重的MCU被选择为主MCU。
下一步骤110是基于当前视频会议会话中需要连接的EP数量而估计所需的MCU数量。接着在步骤120中检查是否存在足够的MCU。如果没有，则显示错误消息140，并且创建分布式MCU呼叫的程序将停止。如果具有足够的MCU，则程序将继续进行若干子步骤。
第一子步骤130是将步骤100中产生的优先级列表中的所需MCU添加到数据库，“选中”列表包含所选择的MCU。
下一子步骤160是计算从步骤130中产生的MCU数据库列表中的主MCU到其他MCU所需的链接。
接着是子步骤170，其中主MCU被分配到视频会议领导者(如果存在的话)的EP。视频会议领导者是提供音频和/或视频给所有其他参加者的EP。
在步骤180，处理在步骤130中产生的“选中”列表中的下一个MCU。第一次将是主MCU，第二次将是主MCU之后的具有次佳权重的MCU，依此类推。
在步骤190中计算每个EP的呼叫权重，其中EP和MCU之间的呼叫代价在包含在权重中的所有因素中。接着进行步骤200，其中产生每个MCU的EP优先级列表，即在步骤130中产生的“选中”列表中的对于不同MCU的每个EP的呼叫权重。
在步骤210中检查在步骤200中产生的EP优先级列表中是否存在剩余EP。如果不存在，则EP优先级列表中的所有端点已经被处理，并且在步骤300中启动优化程序。如果成功，则可以将当前视频会议中的所有系统以优方式连接在一起。优化程序在下面参考图3B进行详细描述。
如果在EP优先级列表中存在剩余EP，则在步骤220中进行新的测试，检查根据步骤180处理的当前MCU是否满载。如果没有，则步骤200中产生的EP优先级列表中的第一EP被分配给当前MCU。这是在步骤230中进行的，接下来的步骤240中将第一EP从所述EP优先级列表中去除。包括步骤210、220、230和240的循环被执行直到所有EP都已经分配到MCU，或者直到当前MCU满载，即所有资源都被使用。如果这样，则执行步骤250。
在步骤250中，执行测试在步骤130中产生的“选中”列表是否为空的测试。如果不为空，则再次进入上述的步骤180，紧接着190、200等等。如果“选中”列表为空，则在步骤260中检查是否存在新的可用的MCU。如果是，则在步骤230中分配的所有EP在步骤280中被释放(de-allocate)，并且在添加新的MCU到“选中”列表之后程序再次从步骤160开始。添加新的MCU到“选中”列表是在步骤150中执行的。如果没有新的可用的MCU，则在步骤270中产生错误消息。
需要对前面步骤中的EP和MCU连接/分配进行优化。这是因为在某些情况下，所请求的资源远大于所需资源，因此更加昂贵。
图3B显示了对最终分布式MCU路由进行优化时涉及的程序。所述优化方法是在所有EP都已经分配到MCU也就是没有产生出错消息时进行的。
所述优化方法通过释放除了主MCU之外的所有MCU的EP而从步骤400开始。释放列表是从步骤230中进行的分配EP到MCU而产生的优先级列表产生的。
在步骤410，定位释放列表中的下一个EP，并且在步骤430中定位释放列表中的下一个MCU。在步骤430中创建EP和MCU之间的路由。接着在步骤440中添加所述路由到路由集合中。
在步骤450中检查是否达到释放MCU列表的末尾。如果没有，则再次进入步骤420，并且执行步骤420、430、440和450直到释放列表中当前EP和MCU之间的路由被创建。如果达到释放MCU列表的末尾，则在步骤460中执行新的测试。在此步骤中，检查是否达到EP列表的末尾。如果没有，则在步骤470中将MCU释放列表复位到第一位置，并且在上述的步骤420至460之后定位EP释放列表中的下一个EP。如果步骤460报告达到EP列表末尾，则进入步骤480。
在步骤480中，进行步骤400至460获得的路由集合按照最低权重进行排序。
在步骤490中，定位路由集合中排序的EP和MCU之间的下一个路由，并且在步骤500中检查在特定MCU上是否有足够资源。如果没有，则优化程序失败并且在进入步骤300之前给出的原始解决方案被提交并且执行。如果在特定MCU上具有足够资源，则进入步骤520。
在步骤520中，路由中包含的EP被分配给MCU。接着在步骤530中从集合中去除所述路由。
在步骤540中检查在路由集合中是否还有路由。如果是，则再次进入步骤490，并且执行后续步骤500至530直到所有路由都被评估。
优化程序在步骤500终止。
所述方法允许以低代价高效率方式在视频会议设备之间建立呼叫，并且不需要中央化位置。
参考图3A和3B描述的上述方法被认为是最佳模式，因此包括优选步骤。但是可以偏离所述方法而仍然认为是在本发明范围之内。
本发明还涉及一种执行根据上述方法的在分布式视频会议中自动产生和分配对于多个MCU的多个EP的优化建立的设备。
本发明的第二个目标是提供一种在网络内监视和管理多个视频会议设备的方法和设备。视频会议设备可以为建立视频会议中包括的任何设备，例如具有或者不具有内部MCU的端点、网关、网守、MCU等等。
监视：察看关于呼叫、参加者及其状态的信息。
管理：能够改变参加者状态、添加参加者、去除参加者等等。
监视和管理视频会议是在建立视频会议中涉及的设备成功完成之后进行的。
所述方法包括在第一步骤中从呼叫中的设备收集并且合并呼叫信息例如协议和持续时间。这是通过让每个视频会议设备对不同功能的支持水平对于缓存可用从而提升处理速度而进行的。该步骤之后一旦接收到管理功能则检查主设备(通常为MCU——所述解决方案中的主设备为级联呼叫中的主MCU、非级联呼叫中的MCU(内部或外部MCU)或者具有多数点对点呼叫功能的端点)是否能够执行特定命令(例如静音、发言、音量等等)，接下来如果所述主设备不能执行所述命令则检查从属设备是否能够执行所述特定命令，接着如果所述主设备或者从属设备不能执行该命令则检查将执行所述命令的EP是否能够执行所述特定命令。最后步骤是在能够执行所述特定命令的设备上执行所述命令。
根据本发明，监视和管理用户接口连接到视频会议设备，即不需要从中央化服务器执行这些任务。
在下面的三种示例情况中，描述了利用本发明方法执行监视和管理。假定系统已经连接并且在呼叫中。
在不同情况中，人们系统通过一个接口监视和管理所有呼叫。下面的描述显示了如何根据上述方法进行实现。
情形：点对点
监视：从点对点会议中的一个系统收集呼叫信息。所述系统按照具有最大容量(多站点、ISDN带宽)的系统进行自动选择。所述系统称为主系统。所述信息包括关于协议、持续时间等的信息。如果所述系统为外部系统，则使用内部系统收集所述信息。
管理：当在会议中执行管理功能时，依赖于系统容量，首先检查主系统。如果在所述系统上不能执行所述功能，则使用其他系统执行所述功能。如果其他系统不是内部的，则功能失败(没有系统能够执行功能)。通常地，音量、静音是在人们需要控制的端点进行控制，而继续演示、添加/移除参加者和发言人控制是在主系统上完成的。
情形：MCU(内部或外部)
监视：从MCU会议中的MCU系统收集呼叫信息。所述系统称为主系统。所述信息包括关于协议、持续时间等的信息。
管理：当在会议中执行管理功能时，依赖于系统容量，首先检查主系统(MCU)。如果在所述主系统上不能执行所述功能，则检查待执行所述功能的系统(例如，如果MCU不支持静音，则在将被静音的站点上执行静音)。如果其他系统不是内部的，则功能失败(没有系统能够执行功能)。通常地，音量、静音(通过内部MCU)是在人们需要控制的单独端点进行控制，而继续演示、添加/移除参加者、静音(通过外部MCU)以及发言人控制是在主系统(MCU——内部或者外部的)上完成的。
情形：级联/分布式MCU(内部或外部)
监视：从会议中的作为MCU的所有系统收集并且合并呼叫信息。一个系统将处于级联/分布式的顶级，所述系统称为主系统。所述合并后的信息包括关于协议、持续时间等的信息。
管理：当在会议中执行管理功能时，依赖于系统容量，首先检查主系统(主MCU)。如果在所述主系统上不能执行所述功能，则检查每个其他MCU(从属MCU)，如果从属MCU也不支持所述功能，则检查待执行所述功能的系统(例如，如果主MCU和从属MCU不支持静音，则在将被静音的站点上执行静音)。如果其他系统不是内部的，则功能失败(没有系统能够执行功能)。通常地，音量、静音(通过内部MCU)是在人们需要控制的单独端点进行控制，而继续演示、添加/移除参加者以及静音(通过外部MCU)是在主或从属MCU上执行的，而发言人控制是在主系统(MCU——内部或者外部的)上完成的。
对于不同系统，如何完成所述方法和实际系统控制会不同。TANDBERG系统支持与其竞争对手(RadVision、Polycom、Ezenia)不同的管理特性。主要问题是每个系统支持不同功能，为了收集呼叫信息，产生单独系统状态的统一体(为了优化，在多数情况下仅向主系统查询所述信息)。然而对于管理，根据在此提出的解决方案，必须首先尝试在主系统上执行所述功能，然后在从属MCU上(如果使用了从属MCU)并且最后在各个系统上。
这样使得在多数情况下并且对于多数特性，仅需要访问主系统，从而减少了由于IP网络问题而导致的连接不良的几率。由于可以对主系统开放持续连接，可以访问多数功能，并且不需要连接所有系统。
本发明的解决方案为管理员提供一个屏幕和一种控制所有会议的方式，不管它们是点对点、内部MCU、外部MCU或者分布/级联式会议。这样避免了使用所有呼叫都必须经过的大规模MCU，能够具有相同的监视和管理能力。

Claims (10)

1.一种在分布式视频会议系统中自动产生和分配多个端点EP到多个多点控制单元MCU的优化建立的方法，包括以下步骤：
a)基于视频会议会话中需要连接的EP数量来估计所需MCU数量，所述的估计包括根据加权函数产生分配有EP的各可用MCU的MCU优先级列表，并选择具有最佳权重的MCU作为主MCU，
b)通过分配每个EP到MCU，根据所述估计来检查是否具有足够数量的可用MCU，
c)通过把EP连接到MCU来优化EP到MCU的分配，
所述方法的特征在于，所述优化步骤根据加权函数执行，并且所述优化步骤进一步包括子步骤：
-根据所产生的分配了EP到MCU的MCU优先级列表来产生EP从除主MCU之外的所有MCU释放的MCU释放列表，
-创建所述MCU释放列表中每个EP和每个MCU之间的路由，
-添加这些路由到路由集合的列表，
-按最低权重呼叫对所述路由集合的列表进行排序，
-把所述路由集合中包含的每个EP分配到具有最低路由权重的MCU，如果该MCU上具有足够的可用资源，并且在排序的列表中去除所有其他存在该EP的路由。
2.根据权利要求1所述的方法，其中检查是否具有足够数量的可用MCU的步骤进一步包括子步骤：
-计算从MCU优先级列表中的主MCU到其他MCU所需的链接，
-如果存在视频会议领导者，则分配主MCU到视频会议领导者的EP，
-计算每个EP的呼叫权重，其中EP和MCU之间的呼叫代价属于权重包含的因素，
-产生每个MCU的EP优先级列表，
-根据对EP和MCU产生的优先级列表而分配每个EP到MCU。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所产生的MCU优先级列表按照位置、带宽和计划会议时的信道进行排序。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述呼叫权重的计算进一步包括带宽因素。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述分配每个EP到MCU是根据可用MCU的排序列表进行的。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述分配每个EP到MCU被执行直到所有EP都被分配到MCU。
7.根据权利要求2所述的方法，其中如果EP优先级列表中的一个或多个EP由于MCU上缺乏资源而没有分配时，每个分配的EP都被释放。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述的把所述路由集合中包含的每个EP分配到具有最低路由权重的MCU的步骤还包括：在所述MCU上没有足够资源时，放弃该分配，并且选择在优化步骤之前所分配的路由。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所产生的EP优先级列表按照呼叫代价或带宽来排序。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述释放EP在添加新的MCU到所述MCU优先级列表之后被重新分配。
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