專利名稱：低頻寬高容量電話會議系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種電話會議系統，特別是一種可建立以及控制珊瑚狀結構
的低頻寬高容量電話會議系統(Low Bandwidth but High Capacity Telephone Conference System)。
背景技術：
雖然電話工業大量地利用計算機來處理，但是建立以及加入電話會議的 過程仍然非常倚賴手動操作。用戶可以透過呼叫一個操作員來預約電話會 議，此操作員接收信息之后將此信息紀錄于計算機之內，確認此預約；隨后 向呼叫者提供一個呼入電話號碼以及密碼以供其它用戶參加會議時使用。類 似地，當參加會議時，每一個參與端再一次呼叫操作員。操作員詢問每一個 參與端的會議密碼并驗證，有時也會獲取呼叫者的信息，最后將參與端連接 至電話會議。雖然參與端仍然需要通過操作員參加會議，某些電話公司已開 始允許使用者通過因特網自己預約。某些因特網應用從瀏覽器開始電話會 議，例如Spirit因特網會議中心。Spirit系統允許使用者從瀏覽器設立以及管 理電話會議，使使用者登入Spirit會議網站并且輸入欲加入會議的參與端的 電話號碼，而會議幾乎可以馬上開始。
許多電話會議系統提供一些不同的方法以建立電話會議通話或多個個 人之間的電話會議。大部分建立電話會議的方法需要由電話會議主持端或發 起者，通過電話會議操作員在會議開始之前安排電話會議。操作員利用一個 維護以及管理終端對連接公共交換電信網絡(PSTN)的電話會議橋進行設置。
某些電話會議系統提供一種會議功能，其中主持端可以在存儲器中創建 出席者電話號碼的名單以及會議密碼。主持端必須預先每一個出席者電話號碼輸入到存儲器中。為了建立一個電話會議，主持端需要輸入會議密碼。電 路檢測會議密碼并且自動呼叫儲存于存儲器中的每一個出席者電話號碼并 將他們一起參加會議。
圖1顯示根據已知技術的電話會議系統，其利用一個電話會議服務器10 來建立及控制一個混音的電話會議系統。在此例子中，聲音處理是基于服務 器混音技術而實現的。在此方法中，電話會議系統包括電話會議服務器10
以及數個，例如三個，參與端(participant terminals)或客戶端。參與端11發 出語音流A至服務器IO，參與端12發出語音流B至服務器10，參與端13 發出語音流C至服務器IO。服務器10分別從參與端11、 12以及13接收語 音流A、 B、 C，然后進行語音流A、 B、 C的混音處理后得到了混音流M (M=A+B+C)。接著，服務器IO分別傳遞(廣播)混音流M至參與端11、 12以及13。參與端11、 12以及13從服務器10中接收到混音流M并進行 混音流M譯碼處理之后回放該混音流。
在服務器混音的電話會議系統中，整個電話會議系統的控制信息以及語 音數據都要服務器10來處理、轉發，這對服務器的運算能力要有很高的要 求，并且要求服務器10有很高的網絡帶寬。此外，隨著電話會議系統容量 的增加，電話會議性能會迅速下降，服務器10的負載過重會導致電話會議 系統不能夠有太多的參與端和會議數。
圖2顯示根據另一種己知技術的電話會議系統，其利用主持端或發起端 21以建立以及控制一個混音的電話會議系統。在此例子中，聲音處理是基于 客戶端混音技術而實現的。在此方法中，電話會議系統包括VoIP(VoiceOver IP)服務器20、主持端21以及數個，例如三個，參與端或客戶端22、 23與 24。在本電話會議系統中有會議主持端(也稱為會議發起人)和參與端兩種角 色。其中，主持端21負責呼叫每個與會者(參與端)，并通過服務器20與參 與端22、 23以及24建立P2P連接；如果參與端24無法與主持端21建立 P2P連接則通過VoIP服務器20進行轉發。在此系統中，VoIP服務器20管理以及轉發參與端的寬帶語音數據流。
參與端22發出語音流A至主持端21,參與端23發出語音流B至主持 端21，參與端24發送語音流C至主持端21,主持端21本身產生語音流為 P。主持端21分別從參與端22、 23以及24接收語音流A、 B、 C以及自己 的語音流P，然后進行語音流的混音處理后得到了混音流M(M-P+A+B+C)。 接著，主持端21進行多點傳遞(廣播)混音流M至參與端22、 23以及24。 參與端22、 23以及24從主持端21中接收到混音流M，然后進行混音流M 譯碼處理之后回放該混音流。主持端21對混音流M回聲抵消后進行回放。
在客戶端混音電話會議系統中，所有的參與端的語音流均發送到主持端 處，并且由主持端對多個語音流以及本身的麥克風(Micr叩hone)信號進行混 音處理，然后由主持端向每個參與端進行多點發送混音流。主持端21負責 分別傳遞(廣播)混音流M至每一個參與端。類似地，主持端21的運算能力 以及網絡帶寬必須足夠處理整個系統的大量的語音數據流。而當電話會議容 量增加，電話會議性能會迅速下降，主持端的負載過重會導致該電話會議不 能夠有太多的參與端，從而限制了整個VoIP系統的會議容量。換言之，此 種電話會議系統沒有根本解決電話會議的容量問題，只要某個電話會議的參 與端過多，則該電話會議所對應的主持端就無法承受所需要的高帶寬和高的 運算開銷。
從上述可知，電話會議是VoIP(VoiceOverIP)系統中重要的功能，現有 的VoIP系統已經實現了良好的多方通話的功能，但是隨著電話會議系統容 量的增加，話音質量會迅速降低，并且電話會議系統的擴充性受到了制約。 隨著VoIP技術的日趨成熟，高容量、低開銷的電話會議系統越來越被人們 所關注。此外，由于網絡帶寬和CPU處理能力的限制，現有的電話會議系 統都不能實現高容量和智能擴充。因此，本發明提供一個嶄新的電話會議系 統以解決上述問題。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種電話會議系統，其具有遠大 于已知電話會議系統的會議容量。
本發明的另一個目的在于提供一種電話會議系統，其不需要額外的網絡 開銷，即可實現低頻寬以及高會議容量的電話會議系統。
本發明提供一種電話會議系統，包含V0lP服務器、根節點主持端、第 一級會議單元以及第二級會議單元。第一級會議單元包括根節點主持端以及 至少一個第一級參與端作為根節點主持端的子節點，其中至少一個第一級參 與端作為候選端可被選擇作為第二級主持端。第二級會議單元包括第二級主
持端以及至少一個第二級參與端作為第二級主持端的子節點。VoIP服務器耦
合根節點主持端、第一級參與端以^L第二級參與端。
本發明的電話會議系統還包括一個第三級會議單元，包括第三級主持端 以及至少一個第三級參與端作為第三級主持端的子節點，其中至少一個第二 級參與端作為候選端可被選擇作為第三級主持端。
根節點主持端透過VoIP服務器呼叫而耦合第一參與端。第二級主持端 透過VoIP服務器呼叫而耦合第二參與端。第三級主持端透過VoIP服務器呼 叫而耦合第三參與端。
在一個實施例中，電話會議系統在第一級、第二級以及第三級參與端之
間建立一個音頻會議；在另一個實施例中，電話會議系統在第一級、第二級
以及第三級參與端之間建立一個視頻會議。
第二級參與端首先將語音數據流傳送至第二級主持端以混音。第二級主 持端產生第二級語音數據流以混音第一級語音數據流，結果產生第一級混音 語音數據流。第二級主持端將混音語音數據流傳送至根節點主持端以混音。
根節點主持端產生第三個語音數據流以混音第一級混音語音數據流，結 果產生第二級混音語音數據流。根節點主持端將第二級混音語音數據流傳送 至第一級參與端。第一級參與端解碼處理之后回放第二級混音語音數據流。第二級主持端將第二級混音語音數據流傳送至第二級參與端。第二級參與端 解碼處理之后回放第二級混音語音數據流。根節點主持端回聲抵消之后進行 回放第二級混音語音數據流。第二級主持端回聲抵消之后進行回放第二級混 音語音數據流。
本發明的低頻寬高容量電話會議系統不受系統擴充的限制，從而容量增 加，其話音質量也不會迅速降低，并且本發明能實現高容量和智能擴充。
圖1是顯示目前己知技術的電話會議系統示意圖。
圖2是顯示目前另一個已知技術的電話會議系統示意圖。
圖3是顯示根據本發明的一個示例的電話會議系統示意圖。 圖4是顯示根據本發明的電話會議架構示意圖。 主要組件符號說明
服務器10;參與端ll、 12、 13;服務器20;主持端或發起端21;參與
端或客戶端22、 23、 24; VoIP服務器30;主會議主持端31;分會議主持端 33;參與端32、 34、 35、 36;第一主持端40;參與端40、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 47、 48、 49、 50、 51、 52、 53;第二級主持端41;第三級主持端 47。
具體實施例方式
為使本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更易于理解，本文舉較 佳示例，并配合附圖作詳細說明如下，然而下述各實例只做說明并非用以限 定本發明。
在本發明的中，提供一個珊瑚狀的電話會議系統。然而熟悉本技術的人 士可以了解VoIP服務器可以應用于本發明。在一個較佳的示例中，電話會 議系統包括VoIP服務器、主會議主持端、多個分會議主持端以及多個參與 端。VoIP服務器30可以轉發參與端的語音數據流。主會議主持端、多個分會議主持端以及多個參與端是由一個因特網電話架構所構成。
本發明的電話會議系統建立根節點主持端、分會議主持端以及參與端之
間的聲音或視頻會議。
在本發明中，主會議主持端視為根節點，根節點具有數個第一級參與端
作為其子節點以進行混合處理聲音數據流。其中一個第一級參與端作為候選
端(candidate)可被選擇作為第二級(階)主持端。同樣地，第二級主持端具有數 個第二級參與端作為其子節點以進行混合處理聲音數據流。在此系統中，整 個會議發起人作為根節點，在它之下有多個參與端，而參與端又可以作為分 會議室的主持端，依此類推往下延伸可以構造出一個珊瑚狀的電話會議系 統。
在一個示例中，分會議主持端以及其子節點可以采用特定的算法來選 定。本發明的系統不需要增加額外的網絡開銷，就能夠實現大的會議容量， 并且系統可以自適應地根據會議參與端的數目來智能選擇根節點及其子節 點，在某些節點出現網絡故障時，系統可以及時通過算法改變根節點的選擇， 從而不影響整個電話會議的進行。
圖3所示為根據本發明的電話會議系統。在一個較佳示例中，聲音處理 是基于客戶端混音技術而實現的。在一個示例中，電話會議系統包括VoIP 服務器30、主會議主持端31、分會議主持端33以及多個參與端32、 34、 35 以及36。主會議主持端31視為會議發起人或根節點具有三個參與端32、 33 以及34，參與端32、 33以及34之一作為候選端可被選擇作為系統的第二級 主持端。舉例而言，參與端33被選擇以作為第二級主持端，具有參與端35 以及36。此外，較高級主持端可以視實際情況需要而選定。本實施例的系統 只做說明并非用以限定本發明。
在圖3中，主會議主持端31負責呼叫每個參與端，并通過VoIP服務器 30而建立主持端31與參與端32、 33以及34之間的P2P連接。同樣地，第 二級主持端33負責呼叫每個參與端，并通過VoIP服務器30而建立第二級主持端33與參與端35以及36之間的P2P連接。在一個示例中，若參與端 無法與其相對應的主持端建立P2P連接，則透過VoIP服務器30建立相對應 主持端與參與端之間的中繼連接(relay connection)以進行轉發。在本系統中， VoIP服務器30管理以及轉發參與端的寬帶語音數據流。
參與端36發出語音流A2至第二級主持端33，參與端35發出語音流 B2至第二級主持端33，第二級主持端33本身產生語音流為P2。類似地， 參與端32發出語音流A1至主持端31，參與端34發出語音流B1至主持端 31。第二級主持端33分別從參與端36、 35接收語音流A2、 B2以及自己的 語音流P2，然后進行語音流的混音處理后得到了混音流Mp2 (Mp2= A2+B2+P2)。類似地，第二級主持端33發出語音流Mp2至主持端31。結 果，主持端31分別從參與端32、 34、 33以及其本身接收語音流Al、 Bl、 Mp2以及自己的語音流Pl，然后進行語音流的混音處理后得到了混音流Mpl (Mpl=Al+Bl+Pl+Mp2)。接著，主持端31進行多點傳遞混音流Mpl至 參與端32、 33以及34。結果，參與端32、 33以及34從主持端31中接收到 混音流Mpl，然后進行混音流Mpl譯碼處理之后回放該混音流。主持端31 對混音流Mpl回聲抵消后進行回放。
類似地，第二主持端33分別傳遞混音流Mpl至參與端35以及36。參 與端35以及36從第二主持端33中接收到混音流Mpl，然后進行混音流Mpl 譯碼處理之后回放該混音流。第二主持端33對混音流Mpl回聲抵消后進行 回放。
結果，本發明的電話會議系統中的所有參與會議者均可以聽到整個電話 會議進行期間的聲音或語音。本發明的電話會議系統可以應用于大規模電話 會議、自由組織的主題電話會議、網絡演唱會、網絡講座、網絡實時拍賣以 及分布式網絡廣播。
圖4所示為根據本發明的電話會議系統。在一個較佳示例中，其會議容 量比己知技術者更大。在一個示例中，電話會議架構包括三級主持端，但不限于三級主持端，比三級更高的主持端亦適用于本發明。本發明的電話會議
系統提供一個會議發起人作為第一級主持端40。第一級主持端40具有多個 子節點，例如參與端40、 41、 42、 43..44，作為其混音的來源。 一個或多個 上述參與端，例如參與端41以及44,被選為第二級主持端。類似地，第二 級主持端41以及44具有多個子節點，例如參與端45、46..47以及48、49..50，
其也分別作為其混音的來源。
此外， 一個或多個上述參與端45、 46..47的子節點，例如參與端47，被 選為第三級主持端。類似地，參與端51、 52..53可以作為第三級主持端的子 節點。參與端51、 52..53可作為其混音的來源。
從上述可知，電話會議的第N級主持端具有多個子節點(產生混音流)以 作為其混音的來源，結果其子節點與第N級主持端本身的混音數據流作為其 第(N-1)級父節點混音的來源之一。
在一個例子中，某個主持端與其子節點構成一個會議單元(Conference Element: CE),主持端稱為元節點。因此，整個電話會議系統由多個會議單 元組成，每一個會議單元具有相對應的元節點，其中有一個元節點為根節點， 其它元節點作為第2 N級主持端。舉例而言，第一級主持端4 0與其子節點 參與端41、 42、 43以及44構成一個會議單元，其中第一級主持端40為元 (根)節點。第二級主持端41與其子節點參與端45、 46以及47也構成一個 會議單元，其中第二級主持端4 1為元節點。類似地，第三級主持端4 7與 其子節點參與端51、 52以及53構成一個會議單元，其中第三級主持端4 7 為元節點。另外一個第二級主持端44與其子節點參與端48、 49以及50也 構成一會議單元，其中第二級主持端4 4作為元節點。
從上述可知，元節點可以作為根節點(一級主持端)或是第N級主持端， 其中N定義為該元節點所在會議單元的元級數。因此，第一級主持端40所 在會議單元的元級數為1。第二級主持端41以及44所在會議單元的元級數 為2。第三級主持端47所在會議單元的元級數為3。第N級主持端所在會議元的元級數為N。
此外，沒有子節點的參與端節點定義為葉節點。舉例而言，節點42、 43、 45、 46、 48、 49、 50、 51、 52以及53為葉節點。在一個會議單元中，每一 個子節點只與其元節點建立P2P連接。舉例而言，節點41-45、節點41-46 以及節點41-47建立P2P連接。
在一個示例中，電話會議系統中所有N級主持端N的最大值定義為會 議級數。舉例而言，在圖4中，電話會議系統具有第一級主持端40、第二級 主持端41與44以及第三級主持端47，因此電話會議級數為三。
節點所在會議單元的元節點的元級數定義為節點級數。舉例而言，根節 點的節點級數為l，第二級主持端41與44的節點級數為2，第三級主持端 47的節點級數為3。類似地，與元節點40相同級數的節點42、 43的節點級 數為1，與元節點4K 44相同級數的節點46、 49的節點級數為2，與元節 點47相同級數的節點51、 52、 53的節點級數為3。
再者，電話會議系統所能承受的最大節點總數定義為會議容量 (Conference Capacity: CC)。某個會議單元的最大節點總數定義為會議單元 的容量(Conference Element Capacity: CEC)。電話會議系統當前的節點總數 定義為會議負載(Conference Loading: CL)，例如圖4所示，其會議負載為 14。某個會議單元當前的節點總數定義為會議單元負載(Conference Element Loading: CEL)，例如圖4所示，會議單元CE的會議單元負載為4。整個 VoIP系統中所能創建的電話會議數定義為系統會議數。
假設傳統的電話會議系統(僅有一個會議級數)的會議容量為C^N,而本 發明的新的電話會議系統的會議級數為k，則本發明的電話會議系統的會議
容量(Ck)為<formula>formula see original document page 12</formula>
m=0
因此，本發明的電話會議系統提供一個比傳統已知的電話會議系統更大的會議容量。
盡管系統的會議容量增加很多，但是對系統的各個節點來說并不需要額 外的網絡開銷。假設傳統的電話會議系統中傳送一路語音所需的網絡開銷
(包括語音編碼和傳輸報頭的帶寬)為B，會議單元負載為N，則對本發明的
系統而言會議單元的元節點所需的網絡開銷為NB,系統的葉結點所需的
網絡開銷為B。顯然地，本發明的系統的各個節點的網絡開銷和已知系統相
等，并沒有額外的增加。
本發明以較佳示例說明如上，然其并非用以限定本發明所主張的專利權 利范圍。其專利保護范圍當視以權利要求及其等同領域而定。凡熟悉此領域 的技藝者，在不脫離本專利精神或范圍內，所作的更動或潤飾，均屬于本發 明所揭示精神下所完成的等效改變或設計，且應包含在申請專利范圍內。
權利要求
1.一種電話會議系統，其特征在于，該系統包括VoIP服務器；以及第一級會議單元，其包括一個根節點主持端以及至少一個第一級參與端作為該根節點主持端的子節點，其中至少該第一級參與端作為候選端可被選擇以作為第二級主持端，其中該VoIP服務器耦合該根節點主持端以及該第一級參與端。
2. 如權利要求1所述的電話會議系統，其特征在于所述系統還包括 第二級會議單元，該第二級會議單元包括該第二級主持端以及至少一個第二 級參與端作為該第二級主持端的子節點，其中至少一個第二級參與端作為候 選端可被選擇以作為第三級主持端。
3. 如權利要求2所述的電話會議系統，其特征在于所述系統還包括 一個第三級會議單元，該第三級會議單元包括該第三級主持端以及至少一個 第三級參與端作為該第三級主持端的子節點，其中至少該第三參與端作為候 選端可被選擇以作為第四級主持端。
4. 如權利要求1所述的電話會議系統，其特征在于其中該根節點主 持端透過該VoIP服務器呼叫而耦合該第一級參與端，其中該第二級主持端 透過該VoIP服務器呼叫而耦合該第二級參與端，其中該第三級主持端透過 該VoIP服務器呼叫而耦合該第三級參與端。
5. 如權利要求1所述的電話會議系統，其特征在于其中該電話會議 系統建立該根節點主持端與該第一級參與端之間為一個音頻會議或影音會 議。
6. 如權利要求2所述的電話會議系統，其特征在于其中該第二級參 與端傳送第一級語音數據流至該第二級主持端以混音，其中該第二級主持端 產生第二級語音數據流以混音該第一級語音數據流，結果產生一個第一級混音語音數據流。
7. 如權利要求6所述的電話會議系統，其特征在于其中該第二級主 持端傳送該第一級混音語音數據流至該根節點主持端以混音，其中該根節點 主持端產生第三級語音數據流以混音該第一級混音語音數據流，結果產生一 個第二級混音語音數據流。
8. 如權利要求7所述的電話會議系統，其特征在于其中該根節點主 持端傳送該第二級混音語音數據流至該第一級參與端，其中該第一級參與端 解碼處理之后回放該第二級混音語音數據流。
9. 如權利要求8所述的電話會議系統，其特征在于其中該第二級主 持端傳送該第二級混音語音數據流至該第二級參與端，其中該第二級參與端 解碼處理之后回放該第二級混音語音數據流。
10. 如權利要求9所述的電話會議系統，其特征在于其中該根節點主 持端回聲抵消之后進行回放該第二級混音語音數據流，其中該第二級主持端 回聲抵消之后進行回放該第二級混音語音數據流。
全文摘要
本發明提出一種低頻寬高容量電話會議系統，該系統包含VoIP服務器、根節點主持端、第一級會議單元以及第二級會議單元。第一級會議單元包括根節點主持端以及至少一個第一級參與端作為根節點主持端的一個子節點，其中至少一個第一級參與端作為候選端可被選擇作為第二級主持端。第二級會議單元包括第二級主持端以及至少一個第二參與端作為第二級主持端的一個子節點。其中VoIP服務器用于連接根節點主持端、第一級參與端以及第二級參與端。本發明的低頻寬高容量電話會議系統不受系統擴充的限制，從而容量增加，其話音質量也不會迅速降低，并且本發明能實現高容量和智能擴充。
文檔編號H04M7/00GK101291372SQ200710126998
公開日2008年10月22日 申請日期2007年7月4日 優先權日2007年4月20日
發明者張崗山, 楊正任 申請人:普羅通信股份有限公司