CN100502295C - 一种基于多点控制单元的终端动态接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多点控制单元的终端动态接入方法，其在由多点控制单元和用户终端所组成的视频会议系统中，把所述的用户终端分为静态交互终端和动态交互终端；并在MCU上设置单播静态接入点、单播动态接入点、以及组播接入点；将静态交互终端与所述的单播静态接入点连接；将动态交互终端与所述的组播接入点连接；动态交互终端向所述的MCU发出单播接入请求，MCU接受该接入请求，并通过自身的单播动态接入点与发出单播接入请求的动态交互终端连接，该动态交互终端向所述的多点控制单元传送多媒体信息，该多媒体信息传送结束后，所述的MCU将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开。从而扩大视频会议技术和产品的应用范围。

Description

一种基于多点控制单元的终端动态接入方法

技术领域

本发明涉及宽带多媒体通信技术，其特别涉及视频会议、视频监控技术，具体的讲是一种基于多点控制单元(MCU)的终端动态接入方法。

背景技术

视频会议技术起步于20世纪80年代，在20世纪90年代开始规模化生产和应用。基于IP网络通信技术的H.323系统由于适用于分组交换方式的网络通信平台，特别是IP网络通信平台，而且具有资源占用率低，组网灵活，实施和运营成本低等优点，因此逐渐成为了该领域的主流技术标准。基于H.323标准的系统主要包括两种产品：多点控制单元(MCU：Multipoint Control Unit)和终端。MCU主要实现的功能包括：多点连接、多点控制、多点数据的合成与转发。通常情况下，MCU与各点之间通过单播方式交互视频、音频等多媒体数据。终端是视频会议的用户端设备，主要实现的功能包括：语音、图像等信息数据的接收与发送，以及通信连接(连接到另一个终端构成点到点的两方通信或连接到MCU参与到多点通信)。用户使用终端观看其他点的图像，收听其他点的声音，并将自己的声音和图像发送给MCU进行处理。将MCU与终端设备协作使用，就可以为有多个点参与的视频会议营造一个多点、实时、交互的通信环境。

在接入点数量不超过一定限制的情况下，现有技术的确能够实现稳定流畅的多点通信。但在实际应用中，与会者的数量经常会大大超出这一限制，这在很大程度上限制了视频技术的应用。举例来说，对于一个有100人参与的会议，就会有100个用户终端与MCU交换多媒体数据。假定每个终端与MCU交换数据所需要的带宽都为1Mbps，那么MCU就必须具备接发和处理100Mbps数据率的能力，这对MCU的数据处理能力及网络带宽资源都提出了严峻的挑战。当然，最简单直接的解决方法是升级MCU，使它能够处理100个以上的接入点，但这样所增加的成本是大多数用户都无法承受的。此外，不相干接入点所发送的语音和视频数据也会给网络造成沉重的负担，甚至可能导致整个系统的全面崩溃。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于多点控制单元的终端动态接入方法，以在有限度增加成本的前提下，大幅提高MCU处理多点接入的能力；本发明依托国际标准，完全兼容本技术领域的相关产品，全面提升该技术领域的应用解决方案，从而扩大视频会议技术和产品的应用范围。

本发明的技术方案为：

一种基于多点控制单元的终端动态接入方法，其在由多点控制单元和用户终端所组成的视频会议系统中，把所述的用户终端分为静态交互终端和动态交互终端；并在所述的多点控制单元上设置单播静态接入点、单播动态接入点、以及组播接入点；

将所述的静态交互终端与所述的单播静态接入点连接；

将所述的动态交互终端与所述的组播接入点连接；

所述的动态交互终端向所述的多点控制单元发出单播接入请求，所述的多点控制单元接受该接入请求，并通过自身的单播动态接入点与发出单播接入请求的动态交互终端连接，该动态交互终端向所述的多点控制单元传送多媒体信息，该多媒体信息传送结束后，所述的多点控制单元将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开。

在所述的多点控制单元上设置单播动态接入点包括：在所述的多点控制单元上设置动态接入控制模块，该动态接入控制模块执行以下步骤：

实时监听来自所述动态交互终端的单播接入请求；

当接收到一个单播接入请求时，采用通信协议与发出请求的动态交互终端进行能力协商和通信控制，建立起多点控制单元与该动态交互终端之间的全双工单播通信信道，该全双工单播通信信道包括控制信道、语音信道和图像信道；

通知多点控制单元使用新建的所述全双工单播通信信道发送会场信息数据给该动态交互终端；

当接收到断开请求时，拆除多点控制单元同该动态交互终端之间的单播通信信道，并通知多点控制单元停止发送会场信息数据给该动态交互终端。

在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：在多点控制单元内，设置一个组播传输模块；该组播传输模块接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：设置一个组播传输装置，该组播传输装置与所述的多点控制单元连接，该组播传输装置接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

在所述的多点控制单元上设置单播动态接入点包括：在所述的多点控制单元上设置动态接入控制模块，该动态接入控制模块执行以下步骤：

实时监听来自所述动态交互终端的单播接入请求；当接收到一个单播接入请求时，采用通信协议与发出请求的动态交互终端进行能力协商和通信控制，建立起多点控制单元与该动态交互终端之间的全双工单播通信信道，该全双工单播通信信道包括语音信道、图像信道和控制信道；通知多点控制单元使用新建的所述全双工单播通信信道发送会场信息数据给该动态交互终端；当接收到断开请求时，拆除多点控制单元同该动态交互终端之间的单播通信信道，并通知多点控制单元停止发送会场信息数据给该动态交互终端；

在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：在多点控制单元内，设置一个组播传输模块；该组播传输模块接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去；

在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：设置一个组播传输装置，该组播传输装置与所述的多点控制单元连接，该组播传输装置接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

在所述的用户终端内部，设置一个无缝切换模块，该无缝切换模块执行以下步骤：

实时监听来自用户的接入请求，当接收到一个请求时，通过呼叫通信向多点控制单元的动态接入控制模块发送接入请求；

经过信令交互之后，建立起本地终端和多点控制单元之间的全双工单播通信信道；

通知本地终端的数据接收模块将接收信道从组播信道切换到新建立起来的单播信道；

通知本地终端对本地的图像和声音进行采集编码，然后通过新建的单播信道发送出去；

用户发言完毕之后，通过该本地终端发出断开请求，在接收到断开请求后，所述的无缝切换模块首先通知该本地终端的数据接收模块将接收信道从单播信道切换到组播信道，并向多点控制单元发送断开请求；

在得到来自多点控制单元的动态接入控制模块的确认之后，无缝切换模块通知该本地终端停止本地数据的采集、编码及发送操作，拆除该本地终端与多点控制单元之间的单播通信信道。

所述的多点控制单元将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开包括：采用先进先出策略，即断开接入时间最长的用户连接。

所述的多点控制单元将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开包括：采用LRU算法，断开沉默时间最长的用户连接。

在由多点控制单元和用户终端所组成的视频会议系统中，可以采用级联的方式将主多点控制单元和从多点控制单元级联构成多级的级联结构。主、从多点控制单元均可以具备上述终端动态接入功能。其要点在于：任一从多点控制单元只能与所述的主多点控制单元的单播静态接入点连接。

本发明的效果在于：

由于采用了动态接入技术及组播技术，因此大大降低了数据的传输量，减轻了网络的负担，从而降低了系统崩溃的可能性。使用动态接入技术使得MCU不必处理不相关接入点的信息数据，从而降低了对MCU数据处理能力的要求。以相对较低的成本实现了大规模的多点视频会议环境。依托国际标准，完全兼容该技术领域的产品。全面提升视频会议技术的应用解决方案，极大的扩大视频会议技术的应用领域。

附图说明

图1为传统的静态分配接入方式框图；

图2a为静态分配加动态接入信道框图；

图2b为静态分配加动态接入具体实施的信道框图；

图3为MCU内部终端动态接入控制模块的工作流程图；

图4为用户终端内部无缝切换模块的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

本发明的发明思想为：在绝大多数情况下，只有一小部分与会者会在会议中发言，大部分人在整个会议过程中一直充当听众的角色。这就是说，他们只需要接收会场信息数据，而完全没有必要将自己的声音和图像信息发送给MCU。因此，我们采用了一种传统的静态分配(如图1所示)加动态请求(如图2所示)的终端接入思想，即只为比例很小的重要与会者的用户终端建立固定的单播信道，而为其他与会者分配N个动态的终端接入点。当普通与会者在会议过程中希望发言时，MCU可以将他的用户终端连接到这些动态的接入点上；当他结束发言时，将他的用户终端从动态接入点上断开，以供其他有需要的用户使用。如果出现了没有空闲接入点可用的情况，可以采用如下几种策略进行处理：采用先进先出(First In First Out，FIFO)策略，即断开接入时间最长的用户连接；采用LRU(最近最少使用)算法，断开沉默时间最长的用户连接；也可以采用优先级加时间片结合应用的方法。这一方案可以大大降低对网络带宽资源及MCU处理能力的需求。

实施例：在标准的MCU内部设置终端动态接入控制模块及组播传输模块，并在标准终端上设置无缝切换模块。MCU终端动态接入控制模块负责监听来自用户终端的接入或断开请求，建立及拆除MCU与请求用户终端之间的单播通信信道。组播传输模块负责发送会场信息数据，普通与会者通常只需要通过组播信道观看会场图像及收听会场声音，而只在希望发言的时候才会向MCU控制模块请求接入到动态接入点上。用户终端上的无缝切换模块负责发起接入或断开请求，建立及拆除MCU与用户终端的单播通信信道，以及单播通信信道与组播通信信道之间的来回切换。

MCU终端动态接入控制模块：

在标准的MCU设备内，放置一个终端动态接入控制模块(如图3所示)。其基本工作流程描述如下：

1.动态接入控制模块持续监听来自用户终端的接入或断开请求。

2.当接收到一个接入请求时，控制模块使用相应的通信协议与请求终端进行能力协商和通信控制，从而建立起MCU与用户终端之间的全双工单播通信信道，包括语音信道、图像信道和控制信道。

3.在建立好上述信道之后，动态接入控制模块通知MCU使用新建信道发送会场信息数据给用户终端。

4.当接收到用户的断开请求时，该模块拆除MCU同用户终端之间的单播通信信道，并通知MCU停止发送会场信息数据给用户终端。

组播传输模块：

在MCU设备内部，设置一个专用的组播传输模块。它负责接收会场信息数据，并将其通过专用的组播信道发送出去。组播传输模块的实现方式非常灵活：既可以作为独立的硬件设备实现，也可以作为专门的软件模块。

用户终端的无缝切换模块：

在用户终端内部，放置一个无缝切换模块(如图4所示)。该模块的基本工作流程描述如下：

1.持续监听来自用户的接入请求。当接收到一个请求时，无缝切换模块启用呼叫通信控制模块向MCU的终端动态接入控制模块发送接入请求。

2.无缝切换模块在经过能力协商等一系列信令交互之后，建立起本地终端和MCU之间的全双工单播通信信道。

3.然后，无缝切换模块通知终端的数据接收模块将接收信道从组播信道切换到新建立起来的单播信道。

4.接着，通知终端对本地的图像和声音进行采集编码，然后通过新建的单播信道发送出去。

5.用户发言完毕之后，会通过终端发出断开请求。在接收到断开请求后，无缝切换模块首先通知终端的数据接收模块将接收信道从单播信道切换到组播信道，并向MCU发送断开请求。

6.在得到来自MCU控制模块的确认之后，无缝切换模块通知终端停止本地数据的采集、编码及发送操作，然后拆除用户终端与MCU之间的单播通信信道。

本发明相对现有技术而言所具有的优点和效果为：

由于采用了动态接入技术及组播技术，因此大大降低了数据的传输量，减轻了网络的负担，从而降低了系统崩溃的可能性。

使用动态接入技术使得MCU不必处理不相关接入点的信息数据，从而降低了对MCU数据处理能力的要求。

以相对较低的成本实现了大规模的多点视频会议环境。

依托国际标准，完全兼容现有和未来该技术领域的产品。

全面提升视频会议技术的应用解决方案，极大的扩大视频会议技术的应用领域。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。

Claims (10)

1.一种基于多点控制单元的终端动态接入方法，其特征在于，在由多点控制单元和用户终端所组成的视频会议系统中，把所述的用户终端分为静态交互终端和动态交互终端；并在所述的多点控制单元上设置单播静态接入点、单播动态接入点、以及组播接入点；

将所述的静态交互终端与所述的单播静态接入点连接；

将所述的动态交互终端与所述的组播接入点连接；

所述的动态交互终端向所述的多点控制单元发出单播接入请求，所述的多点控制单元接受该接入请求，并通过自身的单播动态接入点与发出单播接入请求的动态交互终端连接，该动态交互终端向所述的多点控制单元传送多媒体信息，该多媒体信息传送结束后，所述的多点控制单元将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的多点控制单元上设置单播动态接入点包括：在所述的多点控制单元上设置动态接入控制模块，该动态接入控制模块执行以下步骤：

实时监听来自所述动态交互终端的单播接入请求；

当接收到一个单播接入请求时，采用通信协议与发出请求的动态交互终端进行能力协商和通信控制，建立起多点控制单元与该动态交互终端之间的全双工单播通信信道，该全双工单播通信信道包括控制信道、语音信道和图像信道；

通知多点控制单元使用新建的所述全双工单播通信信道发送会场信息数据给该动态交互终端；

当接收到断开请求时，拆除多点控制单元同该动态交互终端之间的单播通信信道，并通知多点控制单元停止发送会场信息数据给该动态交互终端。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：在多点控制单元内，设置一个组播传输模块；该组播传输模块接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：设置一个组播传输装置，该组播传输装置与所述的多点控制单元连接，该组播传输装置接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述的多点控制单元上设置单播动态接入点包括：在所述的多点控制单元上设置动态接入控制模块，该动态接入控制模块执行以下步骤：

实时监听来自所述动态交互终端的单播接入请求；当接收到一个单播接入请求时，采用通信协议与发出请求的动态交互终端进行能力协商和通信控制，建立起多点控制单元与该动态交互终端之间的全双工单播通信信道，该全双工单播通信信道包括语音信道、图像信道和控制信道；通知多点控制单元使用新建的所述全双工单播通信信道发送会场信息数据给该动态交互终端；当接收到断开请求时，拆除多点控制单元同该动态交互终端之间的单播通信信道，并通知多点控制单元停止发送会场信息数据给该动态交互终端；

在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：在多点控制单元内，设置一个组播传输模块；该组播传输模块接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述的多点控制单元上设置单播动态接入点包括：在所述的多点控制单元上设置动态接入控制模块，该动态接入控制模块执行以下步骤：

实时监听来自所述动态交互终端的单播接入请求；当接收到一个单播接入请求时，采用通信协议与发出请求的动态交互终端进行能力协商和通信控制，建立起多点控制单元与该动态交互终端之间的全双工单播通信信道，该全双工单播通信信道包括语音信道、图像信道和控制信道；通知多点控制单元使用新建的所述全双工单播通信信道发送会场信息数据给该动态交互终端；当接收到断开请求时，拆除多点控制单元同该动态交互终端之间的单播通信信道，并通知多点控制单元停止发送会场信息数据给该动态交互终端；

在所述的多点控制单元上设置组播接入点包括：设置一个组播传输装置，该组播传输装置与所述的多点控制单元连接，该组播传输装置接收视频会场信息数据，并将该信息数据通过组播信道发送出去。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在所述的用户终端内部，设置一个无缝切换模块，该无缝切换模块执行以下步骤：

实时监听来自用户的接入请求，当接收到一个请求时，通过呼叫通信向多点控制单元的动态接入控制模块发送接入请求；

经过信令交互之后，建立起本地终端和多点控制单元之间的全双工单播通信信道；

通知本地终端的数据接收模块将接收信道从组播信道切换到新建立起来的单播信道；

通知本地终端对本地的图像和声音进行采集编码，然后通过新建的单播信道发送出去；

用户发言完毕之后，通过该本地终端发出断开请求，在接收到断开请求后，所述的无缝切换模块首先通知该本地终端的数据接收模块将接收信道从单播信道切换到组播信道，并向多点控制单元发送断开请求；

在得到来自多点控制单元的动态接入控制模块的确认之后，无缝切换模块通知该本地终端停止本地数据的采集、编码及发送操作，拆除该本地终端与多点控制单元之间的单播通信信道。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述的多点控制单元将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开包括：采用先进先出策略，即断开接入时间最长的用户连接。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述的多点控制单元将单播动态接入点与所述的动态交互终端的连接断开包括：采用LRU算法，断开沉默时间最长的用户连接。

10.根据权利要求1或5或6所述的方法，其特征在于，在由多点控制单元和用户终端所组成的视频会议系统中，把所述的多点控制单元分为主多点控制单元和从多点控制单元；

采用级联的方式将所述的主多点控制单元和从多点控制单元级联构成多级的级联结构；所述的主多点控制单元和从多点控制单元均可以具备所述终端动态接入功能，其中：任一从多点控制单元只能与所述的主多点控制单元的单播静态接入点连接。

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