視頻會議多點控制單元的MCU設(shè)計與實現(xiàn)
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視頻會議模式的設(shè)置和參與會議的成員管理可由MCU控制臺來完成。實際應(yīng)用中，一般會為每個會議配備一個會議管理者，又稱會議管理員。會議管理員可通過MCU控制臺對多點控制單元進行遠程控制，包括設(shè)置會議開始和結(jié)束的時間、會議采用的音視頻標準、會議模式的設(shè)置、與會者列表的管理以及會議模板的裝載和保存等。在會議進行中，會議管理員還可通過MCU控制臺對會議進行調(diào)度，包括指定新的主席、指定新的發(fā)言聽眾、取消發(fā)言等。
在分布式會議方案中，各個終端均完成一定的控制與交換功能，因而靈活性強，與會端加入／退出會議功能易于實現(xiàn)，但其通信協(xié)議比較復(fù)雜?？刂菩畔⒁詮V播方式發(fā)送，因而通信效率比較低，所以通常采用集中式實現(xiàn)方案。有時候，主席端也可與MCU合并形成一個超級服務(wù)端。這種方式可以演化為人們所熟悉的客戶／服務(wù)器體系。在主席端的機動性要求不高時，這種方式具有非常突出的優(yōu)點，如易于實現(xiàn)，控制簡便等。圖4所示是客戶／服務(wù)器方式MCU的方案結(jié)構(gòu)。為了保證通用性和機動性，本設(shè)計采用集中式MCU方案。
2.2 MCU的通信接口設(shè)計
通信接口的主要功能是數(shù)據(jù)串／并變換與緩存，其作用類似于較大輸入輸出緩沖區(qū)的串口擴展。從調(diào)制解調(diào)器(Modem)輸入的串行數(shù)據(jù)格式為2-8-1-N，即2 bit起始位，8 bit數(shù)據(jù)，1bit停止位，無奇偶校驗。接口卡分離出8 bit數(shù)據(jù)位并對之進行串／并變換后存入輸入緩沖區(qū)，緩沖區(qū)是8 kbit的FIFO(先入先出)堆棧，接口卡提供指定的地址以便微機從中讀取數(shù)據(jù)。微機輸出的數(shù)據(jù)可寫入接口卡的輸出緩沖區(qū)。它也是8 kbit的FIFO堆棧，然后接口卡執(zhí)行相反的操作并將之輸出到Modem[17]。接口卡的原理如圖5所示。
2.3 視頻會議系統(tǒng)協(xié)議的簡化模型
MCU的設(shè)計可參考ITU的H.324系列建議。該建議擬訂了低比特多媒體通信終端的基本框架。它包括四個主要部分：G.723.1音頻編碼標準、H.263視頻編碼標準、H.245通信控制協(xié)議和H.223復(fù)接分接協(xié)議，該建議同時也描述了一個在PSTN中采用V.34標準的Modem。V.34標準規(guī)定了輸入／輸出Modem的數(shù)據(jù)格式、比特率等要求。本系統(tǒng)由于MCU連接了多個端口，若各端口Modem的速率不一致，則可能會造成MCU的數(shù)據(jù)擁塞，故本系統(tǒng)中禁止Modem速率的自動調(diào)整。一般在會議開始之前，即按各端口中最低速率建立連接，以保證較小的誤碼率。在MCU中，主要是對H.223幀的幀頭進行處理。H.223幀結(jié)構(gòu)中的幀起始標志為3個連續(xù)的FAS碼，每個FAS碼長為4個字節(jié)，試驗系統(tǒng)中可取為0XEC。該標志也可用于實現(xiàn)對H.223幀的定界。由于幀長度是不定的，因此，幀起始標志的正確傳輸與檢測直接影響到幀定位?？刂菩盘栆舱?個字節(jié)，其中前兩個字節(jié)為BAS碼，主要攜帶會議控制信息。因本會議系統(tǒng)的可能狀態(tài)較少，所用到的控制命令也少，故只用一個字節(jié)傳送命令，另一個字節(jié)作為BAS碼的糾錯字節(jié)，以保證命令的正確傳輸。
在視頻會議系統(tǒng)的命令交互中，MCU及各個與會站點在會議中都要維護一張狀態(tài)設(shè)置表，表中記錄了各與會站點所對應(yīng)的邏輯端口、電話號碼、地理位置、在會議中的身份(主席、發(fā)言方及普通會員)等，此后MCU進一步將邏輯端口映射成相應(yīng)的物理地址，以便MCU從該地址讀寫信息。狀態(tài)設(shè)置表的初始設(shè)置是在會前通過勤務(wù)電話確定的。預(yù)定的開會時間由MCU負責(zé)通過Modem呼通各與會站點，以建立起數(shù)據(jù)鏈路。當(dāng)某個站點呼通后，該站點即在其H.223幀中插入終端就緒命令，而MCU則將該幀環(huán)回，并將BAS碼替換為就緒確認命令。當(dāng)所有站點均就緒后，MCU即向各站點發(fā)會議就緒命令。同時將主席端的數(shù)據(jù)切換到各個站點，此時主席便可以發(fā)言，也可以命令其它會員發(fā)言。如果主席沒有發(fā)命令給MCU，則向MCU發(fā)會議進行中狀態(tài)指示，MCU則維持當(dāng)前狀態(tài)；若主席命令A(yù)站點發(fā)言，則其在H.223幀中插入令A(yù)發(fā)言的命令。MCU接到命令后，即將A站點的數(shù)據(jù)切換到除A外的所有其它站點，同時將主席的數(shù)據(jù)發(fā)往A站點。當(dāng)主席命令會議結(jié)束時，MCU即向各站點發(fā)送會議結(jié)束確認命令，并停止工作，由各站點自行掛斷Modem。圖6為上述過程的命令交互示意圖。
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