基于MCP的融合多媒体会议系统的设计和实现

摘要

3GPP于R8中提出了基于IMS的融合多媒体会议需求，该需求中定义融合多媒体会议是融合了消息、语音、视频和数据的多媒体会议，并且具有会议策略、会场控制、子会议等高级功能的多媒体会议。3GPP的融合多媒体会议在总体框架上采用IETF RFC4353中提出的基于SIP的一种多媒体会议框架，该框架将服务器端划分为两部分，分别是会议控制服务器和媒体服务器。其中，会议控制服务器负责完成会议逻辑、信令流程、会议实例的管理等功能，媒体服务器负责完成媒体混合和媒体处理功能。会议控制服务器通过对媒体服务器进行媒体控制，使媒体服务器提供的媒体服务与会议逻辑一致。媒体服务器通过什么方式提供媒体服务，如何进行有效的媒体控制都成为融合多媒体会议系统中研究的重点。
　　 在3GPP的融合多媒体会议技术文档中推荐使用H.248来进行媒体控制。H.248/MEGACO由ITU-T与IETF联合制定，被广泛用于基于软交换的系统中，软交换通过H.248来控制媒体网关。H.248协议体协功能强大，自成体系，但由于其消息机制、协议扩展机制都过于复杂，不适用于基于SIP协议的多媒体会议系统。为此，IETF成立了mediactrl小组专门制定适用于基于SIP网络的会议系统中控制服务器与媒体服务器之间的媒体控制协议。该小组的工作成果为媒体服务器控制协议（Media server ControlProtocaol，MCP），该协议基于SIP协议制定协议框架，定义了简明、清晰的消息机制和扩展机制，定义了功能更加明确的功能实体和更加灵活的连接模型，适用于以SIP协议为基础的网络。
　　 论文作者在对H.248与MCP协议体系进行分析比较的基础上，基于MCP对实验室已有的基于H.248的融合多媒体会议系统进行改造和升级。主要工作包括：MCP协议栈的设计与实现；会议控制服务器的优化以及与媒体控制相关逻辑的重新设计和实现；媒体服务器主控逻辑的重新设计和实现，以及媒体处理性能优化方案的提出和实现。最后对改造和升级后的会议系统进行了系统测试，测试结果表明，系统设计和优化方案切实可行，处理媒体性能明显改善。
　　 论文首先对两种媒体控制协议H.248和MCP的原理和机制进行了分析和比较，然后重点描述了基于MCP的融合多媒体会议系统的设计和实现，包括媒体控制交互流程的设计、MCP协议栈的设计和实现、会议控制服务器的改造方案和实现、媒体服务器的改造方案和性能优化方案的设计和实现。最后，给出了系统的测试方案和典型测试用例的测试结果和分析。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 融合多媒体会议

1.1.2 融合多媒体会议框架

1.1.3 媒体控制

1.2 主要研究内容

1.3 论文组织结构

1.4 研究生期间参与的主要工作

第二章 媒体控制协议介绍

2.1 H.248协议

2.1.1 H.248协议概述

2.1.2 H.248协议中的基本概念

2.1.3 使用H.248进行媒体控制

2.2 MCP(媒体服务器控制协议)

2.2.1 MCP协议概述

2.2.2 MCP消息机制

2.2.3 MCP控制包机制

2.2.4 MCP定义的混合器控制包

2.3 H.248与MCP的比较

第三章 基于MCP的融合多媒体会议系统的设计

3.1 基于H.248的融合多媒体会议系统

3.1.1 会议控制服务器的模块结构

3.1.2 会议控制服务器的工作机制

3.1.3 媒体服务器的模块结构

3.1.4 媒体服务器的工作机制

3.2 对媒体控制协议进行升级所需做的工作

3.3 基于MCP的融合多媒体会议系统功能定义

3.4 基于MCP的媒体控制消息交互流程

3.4.1 创建会议

3.4.2 加入会议

3.4.3 创建/删除子会议

3.4.4 管理子会议成员

3.5 MCP协议栈的设计

3.5.1 MCP协议栈需求分析

3.5.2 MCP协议栈架构

3.5.3 MCP协议栈内部模块交互流程

3.6 会议控制服务器的改造

3.6.1 会议控制服务器架构上的修改

3.6.2 Focus模块的调整

3.6.3 MCP通信模块

3.7 媒体服务器的改造

3.7.1 媒体服务器架构上的修改

3.7.2 主控制模块的修改

3.7.3 混合器模块的改进

3.8 媒体流质量优化方案设计

3.8.1 客户端侧缓存发送机制

3.8.2 媒体服务器媒体缓存

3.8.3 媒体混合时机控制

第四章 基于MCP的融合多媒体会议系统的实现

4.1 MCP协议栈的实现

4.1.1 MCP协议栈总体类图

4.1.2 各类简要描述

4.2 会议控制服务器的改进实现

4.2.1 会议控制服务器总体类图

4.2.2 sipEventProcessor类

4.2.3 mediaEventProcessor类

4.3 媒体服务器的改进实现

4.3.1 媒体服务器总体类图

4.3.2 添加和修改的类简要描述

4.4 媒体流质量优化方案的实现

4.4.1 媒体服务器缓存机制的实现

4.4.2 媒体服务器混合时机控制的实现

第五章 方案和系统测试

5.1 测试方法

5.2 测试环境

5.3 媒体流优化方案测试

5.4 功能测试用例

5.5 功能测试结果

5.5.1 普通音视频会议

5.5.2 会议升级功能

5.5.3 创建子会议

5.5.4 删除子会议

5.5.5 管理子会议成员

5.6 测试总结

第六章 研究结论及意义

参考文献

附录一 缩略语

附录二 图表目录

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文