JP3558912B2 - 多地点会議装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は通信網上で3人以上の利用者による会議を実現する装置に利用する。
【0002】
【従来の技術】
(多地点会議システムについて)
3地点以上の遠隔に離れた場所にいる人の間で会議を行うための通信システムを多地点会議システムと呼ぶ。図11は多地点会議システムの概念図である。図11に示すように、多地点会議システムに要求される機能は、どの端末装置も発言者端末装置になりえることを前提として3以上の端末装置の間の情報の送受信を実現する機能である。さらに、ネットワークの伝送路帯域を有効に活用し、より多くの会議がより良い品質で実現できることが望まれる。
(パケット交換装置のマルチキャスト機能ついて)
多地点会議システムを実現する一方式としてIP網のようなパケット交換網のマルチキャスト機能を用いる方式が考えられる。まずIP網のマルチキャスト機能について説明する。
【0003】
IP網はコンピュータ間の通信手段として一般に用いられているネットワークであり、IPルータと呼ばれるパケット交換装置がパケットの転送を行う。IP網では、各端末装置にはIPアドレスと呼ばれるアドレスが割り当てられる。
【0004】
また、ある端末装置が同時に複数の端末装置と通信することを可能とするため、アドレスにポート番号と呼ばれる値を付加して論理アドレスを形成する。図12はIP網を用いたパケット通信の概念図である。図12は端末装置T1と端末装置T4が通信を行っているが、端末装置T1はt1というIPアドレスを持ち端末装置T4との通信のためにaというポート番号を用いており、端末装置T4はt4というIPアドレスを持ち端末装置T1との通信のためにbというポート番号を用いている。
【0005】
端末装置は自身が用いている論理アドレスを発信元アドレスとして記入し、通信相手の端末装置が用いている論理アドレスをあて先アドレスとして記入して、パケットをIPルータに送出する。IPルータはパケットに記入されたあて先アドレスを識別し、パケットを適当な出力ポートヘ転送する。図12のとおり複数のIPルータを連結することにより広域なIP網が構築される。
【0006】
また、多くのIPルータはパケットをコピーして同一パケットを複数のあて先へ転送する機能を有する。これをマルチキャストと呼ぶ。図13はIPルータによるマルチキャスト転送の概念図である。この場合には図13に示すとおりパケットのあて先アドレスとしてマルチキャスト用のアドレスを用いることとし、IPルータのマルチキャストグループテーブルにマルチキャストアドレスとこのマルチキャストアドレスに対応した複数のパケット転送先のリストを登録しておく。
【0007】
IPルータは、あて先アドレスがマルチキャストアドレスになっているパケットを受信したらそのマルチキャストアドレスに対応したパケット転送先にパケットを転送する。なお、一方で1端末装置から1端末装置へのパケット転送をユニキャストとよぶ。
【0008】
連結された複数のIPルータがマルチキャストを行うことにより広域のIP網に接続された複数の端末装置に対するマルチキャストが可能となる。図14はIP網のマルチキャスト機能(メッシュ接続を実現)の概念図である。図14に示すように、IP網によるマルチキャストでは、マルチキャストグループのどの端末装置でも送信端末装置になれる点が特徴である。このような端末装置間の通信手段をメッシュ接続チャネルと呼ぶことにする。
【0009】
通常のIP通信はユニキャストであり、行われる通信毎に帯域を確保せず複数の通信の間で伝送路の帯域を共用させながら実行される。帯域を共用させながら通信品質を実用レベルに維持するため、ユニキャスト通信では、TCPと呼ばれる、パケット損失の発生の有無などに関する送受信間のメッセージ交換を行い網負荷の変動に応じた情報送信レートの調節、フロー制御を行う。
【0010】
マルチキャスト通信についてもRTCP(RTP Control Protocol)と呼ばれる送受信間のメッセージ交換によるフロー制御方式がインターネットの標準化組織であるIETFで規定されており、帯域共用によりマルチキャスト通信を行うことも不可能ではない。ただし、マルチキャスト通信では複数の受信端末装置との間でフロー制御を行う必要があるため効率的にフロー制御を行い帯域を有効に活用することは難しい。このため、会議であれば会議の継続時間中その会議について帯域を確保して会議通信を実行することも頻繁に行われる。
(パケット交換網のマルチキャスト機能を用いた多地点会議システム)
マルチキャスト機能を有するパケット交換装置は前述の多地点会議システムを実現できる。つまり、パケット交換装置としてIPルータを用いる場合、会議グループについて一つのメッシュ接続チャネルを設定すればよい。この方式において必要となる通信路帯域の特性を以下に述べる。
【0011】
例えば、関東のM人の参加者と関西のN人の参加者とでTV会議を行う場合、発言者でない参加者の端末装置からも常に映像情報が流れるので、関東から関西へはM本の映像ストリームが、関西から関東へはN本の映像ストリームが流れることになる。図15はメッシュ接続チャネルを用いた多地点会議の概念図である。M=3、N=3の場合を図15に示す。このように遠隔に離れた二つの地域の間を接続する経路に着目すると、その経路に確保すべき伝送路帯域幅は参加者人数に比例して大きくなるという特性を持つ。
【0012】
また、各端末装置には自分以外のすべての参加者端末装置からの情報が転送されるため、必要となる端末装置接続回線の帯域も参加者人数に比例して大きくなる。逆のいい方をすれば、使用可能な伝送路帯域が一定である場合、各端末装置の情報送出レートの許容最大値は会議参加人数の増加にともない参加人数の逆数に比例して小さくなる。
(多地点会議装置(MCU)について)
図16はMCUのしくみとMCUを用いた多地点通信の概念図である。図17はMCUを用いた多地点会議通信の概念図である。多地点会議システムを実現する別の方式として多地点会議装置(MCU)と呼ばれる装置を用いる方式がある。MCUは、図16に示すように、各参加者端末装置から情報を受信し、会議グループ中のある端末装置を発言者として認識し、発言者の切り替わりに対応しながら、発言者端末装置から受信した情報を各参加者端末装置へ同報する機能を提供する。MCUを用いたデータ会議の技術仕様を定めた勧告としてITU−TT.120があり、MCUを用いた音声・映像会議の技術仕様を定めた勧告としてITU−TH.231がある。
【0013】
発言者を認識する一つの方法としては議長役の端末装置からMCUに発言者を指定する制御メッセージを伝達する方法がある。別の方法としてMCUが自動的に発言者を選択するものがある。この場合、MCUは各端末装置からの受信情報をもとに各端末装置についてなんらかの比較情報を取得し、その比較情報について参加者間の比較を実行して発言者を決定する。TV会議などで比較情報を取得する代表的方式として各参加者の音量を算出するものがある。
【0014】
また比較情報を取得する別の方式として、会議参加者が発言したいときに優先度や発言までの待ち時間を含んだ制御情報をMCUへ送るものがある。この場合、MCUは要求到着時間の比較、優先度の比較などを用いて参加者間の比較演算を実行する。1台のMCUを用いて多地点通信を実現した場合について、必要となる通信路帯域の特性を以下に述べる。
【0015】
前述の関東のM人の参加者と関西のN人の参加者とでTV会議を行う例において、図17(a)に示すように、関東にMCUを設置したとする。MCUを用いることにより各端末装置が受信する情報は発言者からの情報のみとなるので、必要となる端末装置接続回線の帯域は1端末装置あたりの情報発信レートですむ。さらに図17(b)のように地域毎に配備されたMCUを相互接続して会議を実現した場合には、中継路の伝送帯域も1端末装置分の情報送信レートですむ。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
IP網のマルチキャスト機能を利用して多地点通信を実現する方式には以下の問題点がある。
(必要帯域が増える問題)
必要となる伝送路帯域が参加者数に比例して増えてしまう点が問題である。前述のとおり、6人でTV会議を行う場合には各端末装置は他の5端末装置からの映像を受信することになるため、端末装置の接続回線には5端末装置分の映像ストリームを受信する帯域が必要となる。言い方を換えれば、仮に端末装置が384kbpsの回線で接続されていたとしても、各映像のレートはわずか77kbpsとなってしまう。
(帯域の有効活用が困難である問題)
RTCPによるフロー制御を行いながら帯域共用を行った場合には送受信間でパケットの損失の有無に関するメッセージを交換しながら情報送信レートを網負荷に応じて適正な値に調節する。情報送信レートが適正な値へ早く収束するようにするには、送受信間のメッセージ交換を頻繁に行う必要があるが、マルチキャスト通信では受信端が複数あるため頻繁にフロー制御のメッセージ交換を行うとフロー制御メッセージによって輻輳が発生してしまう。このため、マルチキャスト通信では従来の送受信間のフロー制御により情報送信レートを適正な値へ調節して安定させるのは難しく、帯域共用による帯域の有効活用を行うのは困難である。
【0017】
また、MCUを用いた多地点会議方式には以下の問題点がある。
(発言者端末装置以外の情報が受信できない問題)
MCUを用いると発言者端末装置以外からの情報は廃棄されるため参加者は発言者以外の他の参加者の様子、例えば画像を確認することができない。実際の多地点会議においては、発言者以外の参加者が離席していないかなどの確認を行いたいという要求があるため、この問題は大きな欠点である。
【0018】
本発明は、このような背景に行われたものであって、会議のために必要となる伝送路帯域が参加者に比例して増えず、かつ発言者以外の参加者からの情報も他の参加者に配信されるような多地点会議システムを伝送路帯域を有効に活用しながら実現する多地点会議装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明では、同一会議に参加している端末装置の間の情報送信レートの配分を決定する端末レート指定装置を設け、この端末レート指定装置により各端末装置からの情報送信レートの総和がその会議に対する割当レートを超えないように各端末装置の情報送信レートを動的に決定することを特徴とする。
【0020】
従来のMCUを用いた多地点会議装置は各端末装置についてその端末装置から発信された情報を同報すべきか廃棄すべきかを発言者の切り替わりに応じて動的に変更するのに対し、本発明では発言者の切り替わりに応じて端末装置の情報送信レートを動的に変更する点が異なる。
【0021】
従来のパケット交換網のマルチキャスト機能を用いた多地点会議システムと比較すると、従来方式では各端末装置が利用者が発言中であるか否かに関わらず同等に情報を送出するのに対し、本発明では同一会議に参加している端末装置に対する送信レートの配分を発言者の切り替わりなどに応じて動的に変更する機能が付加されている点が異なる。
【0022】
さらに、会議に対する割当レートを決定する会議レート指定装置を配備し、会議レート指定装置が同時に実行中の会議数や伝送路上のトラヒックの変化に応じて動的に会議レートを変更し、この値を端末レート指定装置へ伝達することを特徴とする。
【0023】
従来のRTCPなどを用いた帯域共用型のマルチキャスト通信と比較すると、従来方式では送受信間のメッセージ交換によって端末装置が自律的に情報送信レートを変更するのに対し、本方式では会議レート指定装置がまず各々の会議に対する割当レートを決定し、これにもとづき端末レート指定装置が各々の端末装置の情報送信レートを決定することにより動的な帯域制御を実現している点が異なる。
【0024】
具体的には以下の手段を講じる。
手段1:会議端末装置と端末レート指定装置により多地点会議システムを構成する。端末レート指定装置は、ある会議に参加している会議端末装置の情報送信レートの総和がその会議について割り当てられたレートを超えないように会議端末装置各々の情報送信レートを決定する手段と、情報送信レートの指定を含む端末レート指定メッセージを会議端末装置に対し送信する手段とを備えることとする。
【0025】
会議端末装置は、前記端末レート指定装置から前記端末レート指定メッセージを受信する手段と前記端末レート指定メッセージにより指定されたレートで情報を送信する手段とを備えることとする。
手段2:さらに会議レート指定装置を配備する。この会議レート指定装置は各会議に対する割当レートを決定する手段と、各会議について割当レートを示す会議レート通知メッセージを前記端末レート指定装置に対し送信する手段とを備え、前記端末レート指定装置は前記会議レート指定装置から前記会議レート通知メッセージを受信する手段を備えることとする。
【0026】
端末レート指定装置の会議端末装置の情報送信レートの総和が会議に割り当てられたレートを超えないように会議端末装置の情報送信レートを決定する手段と、会議端末装置の通知された情報送信レートで情報を送信する手段とによって、会議に対して割り当てられた一定の帯域を端末装置間の送信レート配分を動的に変えながら有効に活用することを達成している。
【0027】
また、これらの手段によって、発言者以外の参加者からの情報は廃棄されないがレートが低く抑えられるため、会議に必要な帯域が参加者数に比例して大きくなることは防がれ、かつ利用者は発言者以外の参加者の画像も低品質ながら見ることができる。すなわち、図18は従来方式と本発明の多地点会議装置による多地点会議方式との比較を示す図であるが、図18(a)に示すように、従来のMCUを用いた多地点TV会議では発言者以外の参加者の画像は配信されなかったが、図18(c)に示すように、本発明による多地点TV会議では利用者が発言者以外の他の参加者の様子を把握することが可能となる。
【0028】
また、これらの手段によって、発言者の切り替わりに応じて発言者の端末装置からの情報送信レートが他の参加者の端末装置の情報送信レートよりも常に高くなるような制御を行うことができ、図18(b)に示すようなすべての参加者端末装置が発言者の切り替わりとは無関係に同等に情報を送信するような従来のパケット交換網のマルチキャスト機能を用いた多地点TV会議と比較して、より低い帯域使用量で高品質の多地点TV会議を実現することが可能となる。
【0029】
さらに、会議レート指定装置が各会議に対する割当レートを決定することにより、同時に実行されている会議数の変化に応じて各会議に対する割当レートを動的に変更し、常に伝送路の帯域を有効に活用しながら多地点会議を実現することが可能となる。
【0030】
従来のRTCPのような送受信間のフロー制御を用いてレートを調節する方式では送受信端末装置が同時に他にどれだけの多地点会議が実行されているかわからないために適正な値にレートを安定させるのが難しかった。本発明では、まず会議レート指定装置が同時に実行されている会議の数と伝送路の帯域などを考慮して会議に対する割り当てレートを決定し、これにもとづき端末レート指定装置が各端末装置の情報送信レートを決定するため、端末装置の情報送信レートを適正な値に設定することが可能となる。
【0031】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図1を参照して説明する。図1は本発明の多地点会議装置の要部構成を示す図である。
【0032】
本発明は多地点会議装置であって、その特徴とするところは、図1に示すように、会議端末装置1および端末レート指定装置2により構成され、端末レート指定装置2は、同じ会議に参加している会議端末装置1の情報送信レートの総和がその会議について割当てられたレートを超えないように会議端末装置1各々の情報送信レートを決定する端末レート決定手段20と、情報送信レートの指定を含む端末レート指定メッセージを会議端末装置1に対し送信する端末レート指定メッセージ送信手段21とを備え、会議端末装置1は、端末レート指定メッセージを端末レート指定装置2から受信する端末レート指定メッセージ受信手段10と、前記端末レート指定メッセージにより指定されたレートで情報を送信する情報送信手段11とを備え、端末レート決定手段20は、会議端末装置1のそれぞれについての情報送信レートを会議中に動的に変更し、情報送信手段11は、指定された情報送信レートの会議中の動的な変更に従い情報送信レートを会議中に動的に変更するところにある。
【0033】
さらに、本発明の多地点会議装置は、会議端末装置1および端末レート指定装置2および会議レート指定装置3によって構成され、会議レート指定装置3は各会議に対する割当レートを決定する会議レート決定手段30と、各会議について割当レートを示す会議レート通知メッセージを端末レート指定装置2に対し送信する会議レート要求メッセージ送受信手段31とを備え、端末レート指定装置2は会議レート指定装置3から前記会議レート通知メッセージを受信する会議レート要求メッセージ送受信手段12とを備え、端末レート決定手段20は、受信した通知メッセージにもとづき会議に対する割当レートを更新することを特徴とする。
【0034】
【実施例】
本発明実施例を説明する。図1に示す会議端末装置1、端末レート指定装置2、会議レート指定装置3は汎用のPC上に実装される。なお、端末レート指定装置2を会議端末装置3と同一のPC上に実装したり、会議レート指定装置3と端末レート指定装置2を同一のPC上に実装することも可能である。
【0035】
多地点会議装置は、例えば毎時0、15、30、45分などを開始時間とした一定長の時間スロットを定義し、このスロットを予約の時間単位として会議の予約を受け付けることとする。
【0036】
図2は会議レート指定装置3の動作を示すフローチャートである。会議レート指定装置3は図2に示すフローチャートに従い動作する。すなわち、各時間スロットの開始時間に、以下の式により各会議に対する割り当てレートを決定する。以下の式において、会議レートの総和は最も輻輳が発生しやすい中継伝送路の帯域やパケット交換機の処理能力を考慮して静的に決定されるシステムパラメータとする。
【0037】
各会議に対する割り当てレート=
(会議レートの総和)/(そのスロットに同時に実行される会議数)
ただし、上式によって得られる会議に対する割り当てレートが端末装置のアクセス回線の帯域を超える場合には端末装置のアクセス回線の帯域を会議に対する割り当てレートとする。
【0038】
なお、本実施例では各会議に対し割り当てレートを平等に設定しているが、あらかじめ各会議に対する品質クラスが登録されているとして、会議レート指定装置が各会議の品質クラスを考慮して、会議毎に異なるレートを割り当てるような実施例も可能である。
【0039】
図3は会議レート通知メッセージの例を示す図である。図4は会議端末装置のプロトコルスタックを示す図である。決定された会議レートは図3に示すメッセージ形式に従い、図4に示すプロトコルスタックを用いて各会議の端末レート指定装置に伝達される。
【0040】
図5は会議端末装置の動作を示すフローチャートである。会議端末装置1は図5に示すフローチャートに従い動作する。すなわち会議開始後、各端末装置は最低レートを情報送信レートの初期値として情報の送信を開始する。また他の端末装置からの情報の受信を開始する。さらに一定時間毎に発言権要求メッセージを端末レート指定装置2に対して送出する。図6は発言権要求メッセージの例を示す図である。この発言要求メッセージは図6に示す様式に従うとし、利用者が発言をしようとしている場合には発言優先度に0以外の利用者の発言優先度に応じた値が発言優先度として記入され、利用者が発言しようとしていない場合には発言優先度として0が記入されることとする。
【0041】
また、端末レート指定装置2から端末レート指定メッセージが到着したらこれにもとづき情報送信レートを更新する。図7は端末レート通知メッセージの例を示す図である。端末レート指定メッセージは図7に示す形式に従うとする。また、図8は会議端末装置1のプロトコルスタックを示す図である。会議端末装置1のプロトコルスタックは図8に示す形式に従うとする。
【0042】
図9は端末レート指定装置の動作を示すフローチャートである。端末レート指定装置2は図9に示すフローチャートに従い動作する。すなわち、会議レート指定装置3から会議レート指定メッセージが到着したら、これにもとづき会議に対する割り当てレートを更新する。また、会議端末装置1から発言権要求メッセージが到着したら、各端末装置の発言権優先度を更新する。また、図10は端末レート指定装置2のプロトコルスタックを示す図である。
【0043】
また、一定時間毎に端末レート指定メッセージを各会議端末装置1に対して送信することとし、送信時に以下の処理により各会議端末装置1のレートを決定する。
【0044】
ステップ1.最も発言優先度の高い会議端末装置1を発言者端末装置とする。
【0045】
ステップ2.発言者以外の会議端末装置1の情報送信レートを最低情報送信レートとする。
【0046】
ステップ3.発言者の情報送信レートを以下の式により決定する。
【0047】
発言者の情報送信レート=
(会議割当てレート)−(最低情報送信レート)×(会議参加者数−1 )
なお、本実施例では発言者以外の情報送信レートを最低情報送信レートで一律としたが、各会議端末装置1から現在受信している端末装置を端末レート指定装置2に通知することとし、発言者端末装置でなくても他の端末装置に受信されている端末装置があればその端末装置の情報送信レートを多めに割り当てるような実施例も可能である。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、同時に実行されている会議の数や発言者の移り変わりに対応しながら会議端末装置に対する情報送信レートを動的に変更することが可能となり、通信網の伝送路帯域を有効に活用しながらより多くの会議をより高い品質で実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多地点会議装置の要部構成を示す図。
【図2】会議レート指定装置の動作を示すフローチャート。
【図3】会議レート通知メッセージの例を示す図。
【図4】会議端末装置のプロトコルスタックを示す図。
【図5】会議端末装置の動作を示すフローチャート。
【図6】発言権要求メッセージの例を示す図。
【図7】端末レート通知メッセージの例を示す図。
【図8】会議端末装置のプロトコルスタックを示す図。
【図9】端末レート指定装置の動作を示すフローチャート。
【図10】端末レート指定装置のプロトコルスタックを示す図。
【図11】多地点会議システムの概念図。
【図12】IP網を用いたパケット通信の概念図。
【図13】IPルータによるマルチキャスト転送の概念図。
【図14】IP網のマルチキャスト機能の概念図。
【図15】メッシュ接続チャネルを用いた多地点会議の概念図。
【図16】MCUのしくみとMCUを用いた多地点通信の概念図。
【図17】MCUを用いた多地点会議通信の概念図。
【図18】従来方式と本発明の多地点会議装置による多地点会議方式との比較を示す図。
【符号の説明】
1 会議端末装置
2 端末レート指定装置
3 会議レート指定装置
10 端末レート指定メッセージ受信手段
11 情報送信手段
12 会議レート要求メッセージ送受信手段
20 端末レート決定手段
21 端末レート指定メッセージ送信手段
30 会議レート決定手段
31 会議レート要求メッセージ送受信手段
Claims (1)
- 会議端末装置および端末レート指定装置および会議レート指定装置により構成され、
前記会議レート指定装置は、各会議に対する割当レートを同時に実行される会議の数に基づき各会議に対する割当レートを決定する手段と、各会議について割当レートを示す会議レート通信メッセージを前記端末レート指定装置に対して送信する手段とを備え、
前記端末レート指定装置は、前記会議レート指定装置から前記会議レート通知メッセージを受信する手投と、受信した通知メッセージにもとづき会議に対する割当レートを更新する手段と、同じ会議に参加している前記会議端末装置の情報送信レートの総和が前記会議レート指定装置から通知されたその会議について割当てられたレートを超えないように前記会議端末装置各々の情報送信レートを決定する手段と、情報送信レートの指定を含む端末レート指定メッセージを前記会議端末装置に対し送信する手段とを備え、
前記会議端末装置は、前記端末レート指定メッセージを前記端末レート指定装置から受信する手段と、前記端末レート指定メッセージにより指定されたレートで情報をパケット通信により送信する手段とを備え、
前記情報送信レートを決定する手段は、前記会議端末装置のそれぞれについての情報送信レートを会議中に動的に変更する手段を含み、
前記指定されたレートで情報を送信する手段は、指定された情報送信レートの会議中の動的な変更に従い情報送信レートを会議中に動的に変更する手段を含む
ことを特徴とする多地点会議装置。
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