home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Standards 1993 July / Disc.iso / ccitt / 1988 / ascii / 5_1_06.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1991-12-22  |  139.0 KB  |  3,917 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.        5i'
  5.  
  6.                                 SECTION 7
  7.  
  8.                         SUBJECTIVE OPINION TESTS
  9.  
  10.  
  11.  
  12.        Recommendation P.80
  13.  
  14.                       METHODS FOR SUBJECTIVE DETERMINATION
  15.  
  16.  
  17.  
  18.                                        OF
  19.                               TRANSMISSION QUALITY
  20.  
  21.  
  22.        1       Introduction
  23.  
  24.  
  25.             This Recommendation contains advice to Administrations on con-
  26.        ducting  subjective tests in their own laboratories. The tests car-
  27.        ried out in the CCITT Laboratory by  using  reference  systems  are
  28.        described in Section 3 of this Volume.
  29.  
  30.             In the course of developing items of telephone  equipment,  it
  31.        is necessary to conduct various kinds of specialized tests to diag-
  32.        nose faults and shortcomings; such tests dedicated to the study  of
  33.        specific aspect of transmission quality are not discussed here. The
  34.        present purpose is to indicate methods that have been  found  suit-
  35.        able  for  determining how satisfactory given telephone connections
  36.        may be expected to be if offered as such for use by the public.
  37.  
  38.             The methods indicated here are intended to be generally appli-
  39.        cable  whatever the form of any degrading factors present. Examples
  40.        of degrading factors include  transmission  loss  (often  frequency
  41.        dependent),  circuit  and  room  noise, sidetone, talker echo, non-
  42.        linear distortion of various kinds, propagation  time,  deleterious
  43.        affects of voice-operated devices and changes in characteristics of
  44.        telephone sets, including loudspeaking sets. Combinations of two or
  45.        more of such factors have to be catered for.
  46.  
  47.  
  48.        2       Recommended methods
  49.  
  50.  
  51.             To be applicable for such a wide range of types  of  degrading
  52.        factor given in S 1, the assessment method must reproduce as far as
  53.        possible all the relevant features present when customers  converse
  54.        over  telephone  connections. Suitable methods are referred to as "
  55.        Conversation Tests " and detailed prescriptions on the  conduct  of
  56.        such  tests  as  carried  out  by  British  Telecom  are  given  in
  57.        Supplement No. 2 at the end of this volume.
  58.        _________________________
  59.        This Recommendation was numbered P.74 in the Red Book .
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.             If the rather large amount of effort needed is  available  and
  71.        the  importance  of the study warrants, transmission quality can be
  72.        determined by service observations and recommended ways of perform-
  73.        ing  these,  including  the questions to be asked when interviewing
  74.        customers, are given in Recommendation P.82.
  75.  
  76.             A disadvantage of the service observation method for many pur-
  77.        poses  is that little control is possible over the detailed charac-
  78.        teristics of the telephone connections being tested. A method  that
  79.        largely  overcomes this disadvantage but retains many of the advan-
  80.        tages of service observations is that  used  by  the  AT&T Co.  and
  81.        termed  SIBYL  (refer  to  Supplement No.  5, Volume V, Red Book ).
  82.        According to this method, members of the staff of Bell Laboratories
  83.        volunteer  to  allow  a small proportion of their ordinary internal
  84.        calls to be passed through special arrangements  which  modify  the
  85.        normal  quality of transmission according to a test programme. If a
  86.        particular call has been so treated the volunteer is asked to  vote
  87.        by dialling one of a set of digits to indicate his opinion. In this
  88.        way all results are recorded by the controlling computer  and  com-
  89.        plete privacy is retained.
  90.  
  91.  
  92.  
  93.        3       Supplementary methods
  94.  
  95.  
  96.             Under certain conditions, it is permissible to  dispense  with
  97.        the  full  conversation  method  and  to use one-way listening-only
  98.        tests Suitable conditions apply for using a listening test when the
  99.        degrading  factor(s)  under study affect the subjects only in their
  100.        listening role.  Attenuation/frequency
  101.  
  102.             distortion and nonlinear distortion caused by quantizing  have
  103.        been studied successfully by listening tests but it would be unwise
  104.        to study the effects of sidetone,  for  example,  by  this  method.
  105.        Listening-only  tests  may  also  be  misleading when assessing the
  106.        effects of a factor, like circuit noise, when the magnitude of  the
  107.        degradation  caused  is  substantial.  In any case, sufficient com-
  108.        parison with the results from full  conversation  tests  should  be
  109.        made  before  the results from listening-only tests are accepted as
  110.        reliable.
  111.  
  112.  
  113.        Recommendation P.81 (2) the use of a wideband MNRU as the reference
  114.        _________________________
  115.        This Recommendation was numbered P.70 in  the  Red Book
  116.        system
  117.  
  118.  
  119.                      MODULATED NOISE REFERENCE UNIT (MNRU)
  120.  
  121.  
  122.  
  123.               (Malaga-Torremolinos, 1984; amended Melbourne, 1988)
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.        in terms  of  which  subjective  performance  of  wideband  digital
  137.        processes should be expressed
  138.  
  139.             Note 1  - The MNRU can be realized using laboratory  equipment
  140.        or by computer simulation. Further information on the MNRU is given
  141.        in the references listed at the end of this Recommendation.
  142.  
  143.  
  144.             Note 2  - The listening-only method  presently  proposed  when
  145.        using    the   MNRU   in   subjective   tests   is   described   in
  146.        Supplement No. 14   at   the    end    of    this    volume.    See
  147.        _________________________
  148.                The CCITT,
  149.  
  150.  
  151.  
  152.        considering
  153.  
  154.  
  155.             (a) that the use of digital processes (64 kbit/s PCM A-law  or
  156.        u-law,  A/D/A encoder pairs, A/u-law or u/A-law converters, digital
  157.        pads based on 8-bit PCM words, 32 kbit/s ADPCM, etc.) in the inter-
  158.        national  telephone network has grown rapidly over the past several
  159.        years, and this growth is expected to continue;
  160.  
  161.             (b)  that  new  digital  processes  are  being   standardized,
  162.        e.g. 64 kbit/s 7 kHz wideband ADPCM;
  163.  
  164.             (c) that there is a need for standard  tools  to  measure  the
  165.        quantization distortion performance of digital processes [for exam-
  166.        ple, 32 kbit/s ADPCM  (Recommendation G.721)  and  64 kbit/s  7 kHz
  167.        wideband  codec  (Recommendation G.722)],  so that the tools can be
  168.        used for estimating  the  subjective  transmission  performance  of
  169.        international connections containing digital processes;
  170.  
  171.             (d) that an objective speech quality assessment method has not
  172.        yet been established;
  173.  
  174.             (e) that, at the present time, subjective tests  incorporating
  175.        reference  system conditions represent the only suitable method for
  176.        measuring the speech transmission performance of digital processes;
  177.  
  178.             (f) that expressing results in terms  of  a  common  reference
  179.        system  may  facilitate  comparison  of subjective test results ob-
  180.        tained at different laboratories,
  181.  
  182.  
  183.        recommends
  184.  
  185.  
  186.             (1) the use of a narrow-band Modulated  Noise  Reference  Unit
  187.        (MNRU) as the reference system in terms of which subjective perfor-
  188.        mance of telephone bandwidth digital processes should be expressed;
  189.  
  190.             This specification is subject to future enhancement and there-
  191.        fore should be regarded as provisional.
  192.  
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.        Recommendation P.80, S 3, for precautions  concerning  the  use  of
  203.        listening-only tests.
  204.  
  205.             Note 3  - Objective measurement methods which suitably reflect
  206.        subjective  quantization distortion performance of various types of
  207.        digital processes do not exist at present. (For example, the objec-
  208.        tive  technique  of  Recommendation G.712,  based  on sine-wave and
  209.        band-limited noise measurements, are designed for PCM  and  do  not
  210.        measure  appropriately the distortion induced by other systems such
  211.        as ADPCM.) The artificial voice  described  in  Recommendation P.50
  212.        may  be relevant. Even if an objective method is developed, subjec-
  213.        tive tests will be required to establish correlation of  subjective
  214.        results/objective results for particular digital process types.
  215.  
  216.             Note 4  - The wideband MNRU without noise shaping as described
  217.        in  this  Recommendation is recommended noise path after the multi-
  218.        plier (see Supplement No. 15), to shape the correlated noise  spec-
  219.        trum.  Some  Administrations suggest the use of such a filter while
  220.        others do not.
  221.  
  222.  
  223.        1       Introduction
  224.  
  225.  
  226.             The MNRU was originally devised to produce distortion  subjec-
  227.        tively  similar  to  that produced by logarithmically companded PCM
  228.        systems [1]. This approach was based on the views:
  229.  
  230.                1)         that network planning  would  require  extensive
  231.        subjective  tests  to  enable  evaluation of PCM system performance
  232.        over a range of compandor characteristics, at various signal levels
  233.        and  in  combination  with  various  other transmission impairments
  234.        (e.g. loss, idle circuit noise, etc.) at various levels, and
  235.  
  236.                2)         that it would  be  as  reliable  and  easier  to
  237.        define  a  reference distortion system, itself providing distortion
  238.        perceptually similar to that of PCM systems, in terms of which  the
  239.        performance of PCM systems could be expressed. This requires exten-
  240.        sive subjective evaluation of the reference system when inserted in
  241.        one  or more simulated telephone connections, but leads to the pos-
  242.        sibility of simplified subjective evaluation of  new  digital  pro-
  243.        cessing techniques.
  244.  
  245.             Various organizations (Administrations,  scientific/industrial
  246.        organizations),  as  well  as the CCITT itself, have made extensive
  247.        use of the MNRU concept for evaluating the  subjective  performance
  248.        of  digital  processes  (in  arriving  at Recommendations G.721 and
  249.        G.722, for example). A  modified  version  for  use  in  evaluating
  250.        codecs of wider bandwidth (70-7000 Hz) is now common practice. How-
  251.        ever, the actual devices used, while based  on  common  principles,
  252.        may  have  differed  in  detail,  and  hence the subjective results
  253.        obtained may also have differed. (Differences in subjective testing
  254.        methodology  are also relevant.) The purpose of this Recommendation
  255.        is to define the narrow-band and wideband versions of the  MNRU  as
  256.        completely  and  in as much detail as possible in order to minimize
  257.        the effects of the device, and of its  objective  calibration  pro-
  258.        cedures, on subjective-test results.
  259.  
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.        2       General description
  269.  
  270.  
  271.             Simplified   arrangements   of   the   MNRU   are   shown   in
  272.        Figure 1a/P.81  for  the narrow-band version and Figure 1b/P.81 for
  273.        the wideband version. Speech signals entering  from  the  left  are
  274.        split  between 2  paths, a signal path and a noise path. The signal
  275.        path provides an undistorted (except for bandpass filtering) speech
  276.        signal  at the output. In the noise path, the speech signal instan-
  277.        taneously controls a multiplier  with  an  applied  gaussian  noise
  278.        "carrier" which has a uniform spectrum between 0 Hz and a frequency
  279.        at least twice the cutoff frequency of the lowpass portion  of  the
  280.        bandpass  filter.  The  output  of the multiplier consisting of the
  281.        noise modulated by the speech signal, is then added to  the  speech
  282.        signal to produce the distorted signal.
  283.  
  284.             The attenuators and switches in the  signal  and  noise  paths
  285.        allow  independent adjustment of the speech and noise signal levels
  286.        at the output.  Typically, the system is  so  calibrated  that  the
  287.        setting  of the attenuator (in dB) in the noise path represents the
  288.        ratio of instantaneous speech power to noise power, when  both  are
  289.        measured at the output of the band-pass filter (terminal OT).
  290.  
  291.  
  292.             For this Recommendation, the  decibel  representation  of  the
  293.        ratio  is  called QNfor the narrow-band version and QWfor the wide-
  294.        band version.
  295.  
  296.  
  297.                                                         Figure 1a/P.81, p.
  298.  
  299.  
  300.  
  301.                                                         Figure 1b/P.81, p.
  302.  
  303.  
  304.  
  305.        3       Performance specifications
  306.  
  307.  
  308.  
  309.        3.1         General
  310.  
  311.  
  312.             The specifications in this  section  apply  both  to  hardware
  313.        implementations and software simulations.
  314.  
  315.             For practical implementations, the actual  signal  levels  and
  316.        noise  levels  may be increased or decreased to meet special needs.
  317.        In such cases, the level requirements detailed below will  have  to
  318.        be modified accordingly.
  319.  
  320.  
  321.  
  322.        3.2         Signal path
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.             The requirements under this heading refer  to  the  MNRU  with
  335.        infinite  attenuation  in  the  noise  path  of Figures 1a/P.81 and
  336.        1b/P.81; separate resistive terminations at the terminals T5 and T6
  337.        (unlinked) will achieve this.
  338.  
  339.             The frequency  response  of  the  signal  path  (i.e.  between
  340.        terminals IT  and   OT  of  Figures 1a/P.81  and 1b/P.81) should be
  341.        within  the  limits  of   Figure 2a/P.81   for   the   circuit   of
  342.        Figure 1a/P.81 and within the limits of Figure 2b/P.81 for the cir-
  343.        cuit of Figure 1b/P.81.
  344.  
  345.             The loss between terminals IT and OT for a 0 dBm, 1 kHz  input
  346.        sine  wave  should  be  0 dB. Over the input level range +10 dBm to
  347.        -50 dBm, the loss should be 0 dB _ 0.1 dB.
  348.  
  349.             Any harmonic component should be at least 50 dB below the fun-
  350.        damental  at  the system output (terminal OT in Figures 1a/P.81 and
  351.        1b/P.81) for any fundamental frequency between 125 Hz  and  3000 Hz
  352.        in  a  narrow-band system and 100 Hz and 6000 Hz in a wideband sys-
  353.        tem.
  354.  
  355.             The idle noise generated in the signal path must be less  than
  356.        -60 dBm, measured at terminal OT, in order to conform with S 3.4.
  357.  
  358.             It is recommended that the level of speech signals applied  to
  359.        the  terminals IT  should  be  less  than -10 dBm (mean power while
  360.        active, i.e. mean active level according to Recommendation P.56) in
  361.        order  to  avoid  amplifier  peak-clippings  of  the signal, and be
  362.        greater than -30 dBm to ensure  sufficient  speech  signal-to-noise
  363.        ratio.
  364.  
  365.  
  366.        3.3         Noise path
  367.  
  368.  
  369.             The requirements under this heading refer  to  the  MNRU  with
  370.        infinite   attenuation   inserted   into   the   signal   path   of
  371.        Figures 1a/P.81 and 1b/P.81; separate resistive terminations at the
  372.        terminals T1 and T2 (unlinked) will achieve this.
  373.  
  374.  
  375.        3.3.1         Linearity as function of input level
  376.  
  377.  
  378.             With a QNsetting of 0 dB in the circuit of Figure 1a/P.81,  or
  379.        a  QWsetting  of 0 dB in the circuit of Figure 1b/P.81, as the case
  380.        may be, the noise level at the system output  (terminal OT)  should
  381.        be  numerically  equal to the sine wave level at the input terminal
  382.        (terminal IT). A correspondence within _ 0.5 dB should be  obtained
  383.        for  input levels from +5 dBm to -45 dBm, and for input frequencies
  384.        from 125 Hz to 3000 Hz  in  a  narrow-band  system  and  100 Hz  to
  385.        6000 Hz in a wideband system.
  386.  
  387.  
  388.        3.3.2         Noise spectrum
  389.  
  390.  
  391.  
  392.  
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400.             For a narrow-band system, when QNis set to  0 dB,  input  sine
  401.        waves applied to terminal IT in Figure 1a/P.81 with levels from  +5
  402.        to -45 dBm and frequencies from 125 Hz to 3000 Hz should result  in
  403.        a flat noise system spectrum density at the output of the multipli-
  404.        cation device (terminal T3 of  Figure 1a/P.81)  within _ 1 dB  over
  405.        the  frequency range 75 Hz to  5000 Hz. The spectrum density should
  406.        be measured with a bandwidth resolution of maximum 50 Hz.
  407.  
  408.             For a wideband system, when QWis set to 0 dB, input sine waves
  409.        applied  to  terminal IT  in  Figure 1b/P.81 with levels from +5 to
  410.        -45 dBm and frequencies from 100 Hz to 6000 Hz should result  in  a
  411.        flat noise system spectrum density at the output of the multiplica-
  412.        tion device (terminal T3 of Figure 1b/P.81) within _ 1 dB over  the
  413.        frequency range 75 Hz to  10 000 Hz. The spectrum density should be
  414.        measured with a bandwith resolution of maximum 50 Hz.
  415.  
  416.  
  417.        3.3.3         Amplitude distribution
  418.  
  419.  
  420.             The amplitude distribution of the noise at the  system  output
  421.        should be approximately gaussian.
  422.  
  423.             Note  - A noise source consisting of a gaussian nose generator
  424.        followed  by  a peak clipper with a flat spectrum from near zero to
  425.        20 kHz will produce a satisfactory output noise at terminal OT.
  426.  
  427.  
  428.  
  429.                                                          Figure 2a/P.81 p.
  430.  
  431.  
  432.  
  433.                                                         Figure 2b/P.81, p.
  434.  
  435.  
  436.  
  437.  
  438.  
  439.        3.3.4         Noise attenuators
  440.  
  441.  
  442.             The loss of the noise attenuator(s) i.e. between  terminals T4
  443.        and T5 in Figures 1a/P.81 and 1b/P.81, should be within _ 0.1 dB of
  444.        the nominal setting. The attenuator(s) should at least allow QNand
  445.        QWsettings in the range -5 dB to 45 dB, i.e. a 50 dB range.
  446.  
  447.  
  448.        3.4         Combined path
  449.  
  450.  
  451.             The requirements under this heading refer  to  the  MNRU  with
  452.        both speech and noise paths simultaneously in operation.
  453.  
  454.             With QNor QW(as the case may be) set to zero,  and  the  input
  455.        terminated by an equivalent resistance, the idle noise generated in
  456.        the combined path should be less than -60 dBm when measured at  the
  457.  
  458.  
  459.  
  460.  
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466.        system output (terminal OT).
  467.  
  468.  
  469.                References
  470.  
  471.  
  472.        [1]         LAW (H. | .), SEYMOUR (R. | .): A reference  distortion
  473.        system using modulated noise, The Institute of Electrical Engineers
  474.        , pp. 484-485, November 1962.
  475.  
  476.  
  477.                Bibliography
  478.  
  479.  
  480.        CCITT - Contribution COM XII-No. 63, Some considerations on specif-
  481.        ications  for  modulated  noise  reference unit , NTT, Japan, Study
  482.        Period 1981-1984.
  483.  
  484.        CCITT - Contribution  COM XII-No. R4,  pp. 71-79,   Study   Period
  485.        1981-1984.
  486.  
  487.        CCITT - Contribution COM XII-No. 119, Description and method of use
  488.        of  the  modulated noise reference unit (MNRU/MALT) , France, Study
  489.        Period 1981-1984.
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.                          (Melbourne, 1988)
  496.  
  497.  
  498.  
  499.        1       Introduction
  500.  
  501.  
  502.  
  503.        1.1         Purpose
  504.  
  505.  
  506.             The purpose of this Recommendation is to describe a subjective
  507.        listening  test method which can be used to compare the performance
  508.        of Digital Circuit Multiplication Equipment (DCME)  and  packetized
  509.        voice systems
  510.  
  511.             Many of the degradations found in  DCME  or  packetized  voice
  512.        systems have not been tested before and their effects on other sys-
  513.        tems in the network are  unknown.  Therefore  the  only  definitive
  514.        method is the conversation test where the effects of non-linearity,
  515.        delay, echo, etc. and their interactions can be verified.
  516.  
  517.             For DCME systems, degradations can include not  only  the  ef-
  518.        fects  of  variable bit-rate coding, DSI gain (channel allocation),
  519.        clipping, freezeout and noise  contrast,  but  also  those  due  to
  520.        non-linearities  in the speech detection system, such that the sys-
  521.        tem may function differently for different speech input  levels  or
  522.        activity
  523.        _________________________
  524.        This Recommendation was numbered P.77 in the  Red  Book
  525.  
  526.                                   METHOD FOR
  527.  
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532.  
  533.  
  534.        Recommendation P.82 factors. For packetized voice systems the  sub-
  535.        jective effect, for example, of "lost packets" is unknown.
  536.  
  537.             Listening tests play an  important  preliminary  role  in  the
  538.        _________________________
  539.                            EVALUATION OF SERVICE FROM
  540.  
  541.  
  542.  
  543.                  THE STANDPOINT OF SPEECH TRANSMISSION QUALITY
  544.  
  545.               (Geneva, 1976; amended at Malaga-Torremolinos, 1984)
  546.  
  547.  
  548.  
  549.        1       General
  550.  
  551.  
  552.             The CCITT recommends that Administrations make  use  of  tele-
  553.        phone users' surveys in the manner of Recommendation E.125 [1] as a
  554.        means of measuring speech  transmission  quality  on  international
  555.        calls.
  556.  
  557.             Such surveys being call-related (in this instance to the  last
  558.        international call made) can be conducted either by the full use of
  559.        the
  560.  
  561.             Recommendation E.125 questionnaires (where other valuable  in-
  562.        formation  is  obtained on users' difficulties, e.g. knowing how to
  563.        make the call, difficulties in  dialling  or  understanding  tones,
  564.        etc.)  or  by  making  use  of  those  questions  solely related to
  565.        transmission quality which appear in Annex A.
  566.  
  567.             Note  - The evaluation of the transmission performance may  be
  568.        altered  by  difficulties in setting-up call. Hence the response to
  569.        incomplete questionnaires should be considered with  some  reserva-
  570.        tion.
  571.  
  572.  
  573.  
  574.  
  575.  
  576.        2       Conduct of surveys
  577.  
  578.  
  579.             In order to make valid comparisons between data  collected  in
  580.        different   countries,   Recommendation E.125  should  be  strictly
  581.        adhered to.  Specifically the preamble to the  Recommendation,  the
  582.        notes  of  intended use of the questionnaires and the precise order
  583.        and wording of the questions should be rigidly  followed.  In  some
  584.        cases, however, an exception will be made and Question 10.0 will be
  585.        replaced by the wording indicated in Annex B (detailed  information
  586.        is given in [3]).
  587.  
  588.             Note  - This alternative version has the advantage of  simpli-
  589.        fying  the  classification  of  responses to open end probes by ex-
  590.        perts, as well as increasing the sensitivity to some types  of  im-
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598.  
  599.  
  600.        assessment, and can supply useful information serving to narrow the
  601.        range of conditions needing a complete conversation test. Moreover,
  602.        listening tests of the effects of the impairments produced by DCME,
  603.        in  association with an evaluation of the effects of delay added by
  604.        _________________________
  605.        pairments such as delay. These advantages should be weighed against
  606.        the additional interview time which may be required.
  607.  
  608.  
  609.        3       Treatment of results
  610.  
  611.  
  612.             To provide quantitative information suitable for  comparisons,
  613.        the  subjective  assessments (e.g. those obtained from Question 9.0
  614.        of Annex A) of excellent, good, fair or poor (see Note)  should  be
  615.        accorded  scores of  4, 3, 2 and 1, respectively and a mean opinion
  616.        score (MOS) calculated for all associated responses. Similarly  for
  617.        all  those  experiencing difficulty (under Question 10.0 of Annex A
  618.        or, alternatively, Question 10.0 of Annex B) a  percentage  of  the
  619.        total  responses  should  be calculated.  These two criteria of MOS
  620.        and percentage difficulty are now  internationally  recognized  and
  621.        have  been  measured under many different laboratory simulated con-
  622.        nections and practical situations.
  623.  
  624.             The results can be classified in a  number  of  ways,  e.g. in
  625.        terms of the call-destination countries or by nature/composition of
  626.        the connection i.e. cable/satellite circuits, presence or otherwise
  627.        of  echo  suppressors  etc.  Typical methods of presentation of the
  628.        results are shown in [2], in this case for  several  countries.  It
  629.        should  be  noted that in all presentations it is essential to show
  630.        the number of responses.
  631.  
  632.             Note  - Among the reasons which  lead  to  the  limitation  of
  633.        users'   opinions   of   transmission   quality  to  four  classes,
  634.        i.e. excellent, good, fair and poor, is the following. The  experi-
  635.        ence  gained  in  human factor investigations has shown that when a
  636.        question which requires a selection from several different classif-
  637.        ications  is posed in aural form, e.g. by face-to-face interview or
  638.        by telephone as with Recommendation E.125, the respondent  is  fre-
  639.        quently unable to carry a clear mental separation of more than four
  640.  
  641.             categories. As a consequence, he is  unable  to  draw  on  his
  642.        short-term  memory  and judgement ability in a sufficiently precise
  643.        manner to avoid confusion and gives an  unreliable  response.  This
  644.        restriction  does  not  apply  to  other situations where a written
  645.        presentation of the choices is used, in which case frequently  five
  646.        or  more  classes  may  be  appropriate and shown to yield reliable
  647.        responses.
  648.                                      ANNEX A
  649.                             (to Recommendation P.82)
  650.  
  651.          Extract from the questionnaire annexed to Recommendation E.125
  652.  
  653.  
  654.             Reproduced below are the questions  relating  to  transmission
  655.        quality    which   appear   in   the   questionnaire   annexed   to
  656.        Recommendation E.125.
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.  
  665.  
  666.        the  DCME,  using  the   echo   tolerance   method   described   in
  667.        Recommendation G.131,  can  give  a  good indication of the overall
  668.        performance of such systems and allow reasonable comparisons to  be
  669.        made. In addition, the
  670.        _________________________
  671.             The CCITT recommends that this Annex should be used when  cus-
  672.        tomers'  general  impressions  of  transmission performance are re-
  673.        quired.
  674.  
  675.  
  676.        9.0
  677.  
  678.  
  679.                Which of these four words comes closest to  describing  the
  680.        quality of the connection during conversation?
  681.  
  682.        9.1         -         excellent
  683.  
  684.        9.2         -         good
  685.  
  686.        9.3         -         fair
  687.  
  688.        9.4         -         poor .bp
  689.  
  690.  
  691.        10.0         Did you or the person you were talking to have  diffi-
  692.        culty in talking or hearing over that connection?
  693.  
  694.  
  695.                (If answer is "yes") probe for nature  of  difficulty,  but
  696.        without  suggesting  possible  types  of  difficulty, and copy down
  697.        answers verbatim: e.g. "Could you describe the difficulty a  little
  698.        more?"
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.                At end of interview, categorize the answers in terms of the
  705.        items below:
  706.  
  707.        10.1         -         low volume
  708.  
  709.        10.2         -         noise or hum
  710.  
  711.        10.3         -         distortion
  712.  
  713.        10.4         -         variations in level, cutting on and off
  714.  
  715.        10.5         -         crosstalk
  716.  
  717.        10.6         -         echo
  718.  
  719.        10.7         -         complete cut off
  720.  
  721.        10.8         -         other (specify)
  722.  
  723.  
  724.  
  725.  
  726.  
  727.  
  728.  
  729.  
  730.  
  731.  
  732.             delay evaluation should determine whether or not  the  use  of
  733.        DCME  in  a  network  setting will require additional echo control.
  734.        This listening test method will not provide results useful for gen-
  735.        erating  network  application  rules  based  on factors such as the
  736.        _________________________
  737.             Note  - Responses to Questions 10.1 to 10.8 are only  obtained
  738.        from customers who have expressed difficulty in Question 10.0.
  739.                                      ANNEX B
  740.                             (to Recommendation P.82)
  741.  
  742.              Alternative version for Question 10.0 of questionnaire
  743.  
  744.                         annexed to Recommendation E.125
  745.  
  746.  
  747.  
  748.             Studies  at  AT&T  have  shown  that  the  verbatim  responses
  749.        describing  impairments  (requested after Question 10.0 of Annex A)
  750.        are often too imprecisely worded to permit accurate  classification
  751.        by  interviewers who are not experienced in transmission studies. A
  752.        typical solution to this problem has been to convene a panel of ex-
  753.        perts  to classify the responses, a method which may become imprac-
  754.        tical as the size and number of user reaction tests increases. This
  755.        annex  presents  an alternative approach developed in 1976 and used
  756.        widely since then by AT&T  to  measure  customer's  perceptions  of
  757.        transmission  quality  on domestic and international telephone con-
  758.        nections. The approach involves a  more  complicated  technique  of
  759.        probing for impairments which simplifies the ultimate task of clas-
  760.        sifying the responses. The alternative of Question 10.0  is  repro-
  761.        duced below.
  762.  
  763.  
  764.             The CCITT recommends that this annex should be used for  diag-
  765.        nostic purposes only.
  766.  
  767.  
  768.        10.0         Did you have any difficulty talking  or  hearing  over
  769.        that connection?
  770.  
  771.  
  772.                Do not probe: If  the  person  volunteers  an  explanation,
  773.        write it down.
  774.  
  775.  
  776.  
  777.                On question 10.1-10.8, attempt to read entire  text  before
  778.        respondent replies.
  779.  
  780.  
  781.        10.1         Now I'd like to ask some specific questions about  the
  782.        connection.
  783.  
  784.  
  785.                If the person has already described difficulty, add:
  786.  
  787.                (In view of what you've already said,  some  of  these  may
  788.        seem  repetitious,  but  please  bear with me ). First, during your
  789.  
  790.  
  791.  
  792.  
  793.  
  794.  
  795.  
  796.  
  797.  
  798.        quantizing distortion unit (qdu). Future improvements of  the  test
  799.        will allow such results to be obtained.
  800.  
  801.             Evaluation of DCME in tandem with  other  DCME  has  not  been
  802.        _________________________
  803.        conversation on that call, did you  hear  your  own  voice  echoing
  804.        back, or did your own voice sound hollow to you?
  805.  
  806.        10.1.1         -         echo hollow (own voice)
  807.  
  808.        10.1.2         -         neither
  809.  
  810.        10.1.3         -         don't remember/not sure
  811.  
  812.        10.1.4         -         other (specify)
  813.  
  814.  
  815.  
  816.        10.2         Did you hear another  telephone  conversation  on  the
  817.        telephone network at the same time as your own?
  818.  
  819.  
  820.        10.2.1         -         other conversation
  821.  
  822.        10.2.2         -         no
  823.  
  824.        10.2.3         -         don't remember/not sure
  825.  
  826.        10.2.4         -         other (specify)
  827.  
  828.  
  829.        10.3          Now I'd like you to think about the voice of the per-
  830.        son  you were talking to. Was the volume of the voice low as if the
  831.        person were faint and far away; did the voice fade in and  out;  or
  832.        was the voice interrupted or chopped up at times?
  833.  
  834.  
  835.        10.3.1         -         low volume
  836.  
  837.        10.3.2         -         fading
  838.  
  839.        10.3.3         -         chopping
  840.  
  841.        10.3.4         -         none
  842.  
  843.        10.3.5         -         don't remember/not sure
  844.  
  845.        10.3.6         -         other (specify)
  846.  
  847.  
  848.        10.4          How did the voice of the person your were talking  to
  849.        sound  to  you:  did  it  echo or sound hollow and tinny; or did it
  850.        sound fuzzy or unnatural?
  851.  
  852.  
  853.        10.4.1         -         echo, hollow
  854.  
  855.  
  856.  
  857.  
  858.  
  859.  
  860.  
  861.  
  862.  
  863.  
  864.        considered at this stage nor have  the  effects  of  systems  using
  865.        encoding  at different rates. This Recommendation will subsequently
  866.        be updated when information on these specific points becomes avail-
  867.        able.
  868.        _________________________
  869.        10.4.2         -         fuzzy, unnatural
  870.  
  871.        10.4.3         -         none
  872.  
  873.        10.4.4         -         don't remember/not sure
  874.  
  875.        10.4.5         -         other (specify)
  876.  
  877.  
  878.        10.5          Now let me describe three kinds of noise. Tell me  if
  879.        you noticed any of these noises during your conversaiton: a rushing
  880.        or hissing sound; a frying and/or sizzling, crackling sound;  or  a
  881.        humming or buzzing sound?
  882.  
  883.  
  884.        10.5.1         -         rushing, hissing
  885.  
  886.        10.5.2         -         frying and/or sizzling, cackling
  887.  
  888.        10.5.3         -         humming, buzzing
  889.  
  890.        10.5.4         -         none
  891.  
  892.        10.5.5         -         don't remember/not sure
  893.  
  894.        10.5.6         -         other (specify)
  895.  
  896.  
  897.        10.6         Now let me describe three more kind of noise. Tell  me
  898.        if  you  noticed  any of these during your conversation: a clicking
  899.        sound; a  series  of  musical  tones  or  beeps;  or  a  continuous
  900.        high-pitched tone?
  901.  
  902.  
  903.        10.6.1         -         clicking
  904.  
  905.        10.6.2         -         tones or beeps
  906.  
  907.        10.6.3         -         high-pitched tone
  908.  
  909.        10.6.4         -         none
  910.  
  911.        10.6.5         -         don't remember/not sure
  912.  
  913.        10.6.6         -         other (specify)
  914.  
  915.  
  916.  
  917.        10.7          Did the other person seem  slow  to  respond,  as  if
  918.        there were delay or time lag in the conversation?
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.             This Recommendation confines itself solely to listening tests;
  931.        a separate Recommendation P.85, on conversation tests, will be for-
  932.        mulated when sufficient information  on  evaluation  techniques  is
  933.        available.  Alternatively,  this  Recommendation  may be revised to
  934.        _________________________
  935.        10.7.1         -         yes
  936.  
  937.        10.7.2         -         no
  938.  
  939.        10.7.3         -         don't know
  940.  
  941.        10.7.4         -         other (specify)
  942.  
  943.  
  944.        10.8          Would you please try to remember the background noise
  945.        in the area around your telephone (e.g. noise from air-conditioning
  946.        plant unit, road traffic, office equipment or other people talking)
  947.        when  you  made  the  call.  Which of the following categories best
  948.        describes it?
  949.  
  950.  
  951.        10.8.1         -         very noisy
  952.  
  953.        10.8.2         -         noisy
  954.  
  955.        10.8.3         -         quiet
  956.  
  957.        10.8.4         -         very quiet
  958.  
  959.        10.8.5         -         other (specify)
  960.  
  961.  
  962.        10.9          Which of the categories listed below  best  describes
  963.        the extent to which you heard your own voice through your telephone
  964.        when you were talking?
  965.  
  966.  
  967.        10.9.1         -         could not hear it
  968.  
  969.        10.9.2         -         could hear it now that you have  drawn  my
  970.        attention to it
  971.  
  972.        10.9.3         -         did notice it - not loud
  973.  
  974.        10.9.4         -         did notice it - loud
  975.  
  976.        10.9.5         -         other (specify)
  977.  
  978.  
  979.        10.10         Was there anything else about  the  connection  you'd
  980.        like to mention?
  981.  
  982.  
  983.                Yes - What? (Write in)
  984.  
  985.  
  986.  
  987.  
  988.  
  989.  
  990.  
  991.  
  992.  
  993.  
  994.  
  995.  
  996.        include conversation test methods.
  997.  
  998.  
  999.        1.2         Definitions
  1000.  
  1001.  
  1002.        _________________________
  1003.  
  1004.  
  1005.  
  1006.  
  1007.                Coding instructions:
  1008.  
  1009.                -         is there a written comment?
  1010.  
  1011.                -         does the comment apply to this call?
  1012.  
  1013.                -         does it mention an impairment?
  1014.  
  1015.                -         has it been mentioned already?
  1016.  
  1017.                -         other (specify)
  1018.  
  1019.             Note  - The responses to the specific questions are  only  ob-
  1020.        tained  from  customers  who  have  expressed  difficulty  in Ques-
  1021.        tion 10.0. This may prevent the diagnosis  of  certain  impairments
  1022.        (the  bias produced is more serious than that mentionned at the end
  1023.        of Annex A).
  1024.  
  1025.  
  1026.                References
  1027.  
  1028.  
  1029.        [1]         CCITT  Recommendation  Inquiries  among  users  of  the
  1030.        international  telephone  service  , Red Book, Vol. II, Rec. E.125,
  1031.        ITU, Geneva, 1985.
  1032.  
  1033.        [2]          CCITT - Question  2/XII,  Annex  2,  Contribution  COM
  1034.        XII-No. 1, Study Period 1977-1980, Geneva, 1977.
  1035.  
  1036.        [3]          CCITT - Question  2/XII,   Annex,   Contribution   COM
  1037.        XII-No. 171, Study Period 1977-1980, Geneva, August 1979.
  1038.  
  1039.  
  1040.  
  1041.        Recommendation P.84
  1042.  
  1043.                 SUBJECTIVE LISTENING TEST METHOD FOR EVALUATING
  1044.  
  1045.  
  1046.  
  1047.              DIGITAL CIRCUIT MULTIPLICATION AND  PACKETIZED VOICE |
  1048.                                     SYSTEMS
  1049.        The specifications in this Recommendation  are  subject
  1050.        to  future enhancement and therefore should be regarded
  1051.        as provisional.
  1052.  
  1053.  
  1054.  
  1055.  
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061.  
  1062.        1.2.1         digital circuit multiplication equipment (DCME)
  1063.  
  1064.  
  1065.             A general class of equipment which permits concentration of  a
  1066.        number  of  64 kbit/s  PCM  encoded  input  speech  circuits onto a
  1067.        reduced number of transmission channels.
  1068.  
  1069.             This equipment allows an increase in the circuit  capacity  of
  1070.        the  system.  The capacity of speech and voiceband data can both be
  1071.        increased by the use of DCME.
  1072.  
  1073.  
  1074.  
  1075.        1.2.2         digital circuit multiplication system (DCMS)
  1076.  
  1077.  
  1078.             A telecommunication system comprised of two or more DCME  ter-
  1079.        minals  connected by a digital transmission system providing a pool
  1080.        of bearer channels. The DCMS supports:
  1081.  
  1082.                i)         64 kbit/s clear channels for ISDN services  (can
  1083.        be used in   the bearer pool),
  1084.  
  1085.                ii)         voiceband data (dial-up) up  to  and  including
  1086.        9600  bit/s  V.29.  Group III facsimile is also included under this
  1087.        heading,
  1088.  
  1089.                iii)            voice  services  in  the  frequency   range
  1090.        300-3400 Hz, carried at 56 or 64 kbit/s,
  1091.  
  1092.                iv)         64 kbit/s clear (not ISDN dial-up),
  1093.  
  1094.                v)         sub-64 kbit/s digital data.
  1095.  
  1096.  
  1097.        1.2.3         Circuit versus packet mode
  1098.  
  1099.  
  1100.             Internally the DCME may employ a circuit or a packet mode  for
  1101.        the  transmission  of  speech  or data. In the circuit mode, bearer
  1102.        channels are derived  by  providing  suitable  time  slots  on  the
  1103.        transmission  facility interconnecting the DCME terminal equipment.
  1104.        In the packet mode virtual bearer  channels  are  created  and  the
  1105.        speech or data samples are put into one or more packets of fixed or
  1106.        variable length. The packets are addressed to the destination  cir-
  1107.        cuit  and  transmitted  in  a  virtual  channel on the transmission
  1108.        facility one at a time. Thus, in the circuit mode the  transmission
  1109.        facility  can be thought of as carrying a number of bearer channels
  1110.        multiplexed together, while in the  packet  mode  the  facility  is
  1111.        thought  of  as  a single high speed channel logically divided into
  1112.        virtual channels which transmits packets one at a time.
  1113.  
  1114.  
  1115.        1.2.4         single clique working (point-to-point operation)
  1116.  
  1117.  
  1118.             The system of two DCMEs interconnected by one  set  of  bearer
  1119.  
  1120.  
  1121.  
  1122.  
  1123.  
  1124.  
  1125.  
  1126.  
  1127.  
  1128.        channels.  This  working  of  a  DCME is the most efficient mode of
  1129.        operation for a DCMS. It utilizes the maximum bearer pool  capacity
  1130.        and  the minimum inter-DCME control information. It is an exclusive
  1131.        mode of operation. Another term for point-to-point is circuit-based
  1132.        DCMS.   Figure 1/P.84   shows   an  example  of  point-to-point  or
  1133.        circuit-based DCMS.
  1134.  
  1135.  
  1136.                                                          Figure 1/P.84, p.
  1137.  
  1138.  
  1139.  
  1140.        1.2.5         multi-clique working (point-to-multipoint operation)
  1141.  
  1142.  
  1143.             A single DCME  working  to  more  than  one  DCME  each  on  a
  1144.        point-to-point  destination  basis;  designations are split and are
  1145.        therefore not interactive. Multi-clique working reduces the traffic
  1146.        handling  capacity compared with point-to-point operation, due to a
  1147.        reduction  in  bearer  capacity.  Single  clique  working  is   the
  1148.        equivalent of point-to-point operation.
  1149.  
  1150.  
  1151.  
  1152.        1.2.6         multi-destination operation
  1153.  
  1154.  
  1155.             Many DCMEs working over a common bearer  capacity  pool,  ena-
  1156.        bling  interactive working. This is the equivalent of a TDMA satel-
  1157.        lite system. Traffic handling capacity is drastically reduced since
  1158.        the  bearer  becomes very small, due to inter-DCME control messages
  1159.        and inter-terminal operation reducing the bearer capacity.  Another
  1160.        term    for   multi-destination   DCMS   is   network-based   DCMS.
  1161.        Figure 2/P.84 shows an example of this.
  1162.  
  1163.  
  1164.                                                          Figure 2/P.84, p.
  1165.  
  1166.  
  1167.  
  1168.        1.2.7         low rate encoding (LRE)
  1169.  
  1170.  
  1171.             Speech coding methods with bit rates less than 64 kbit/s, e.g.
  1172.        the 32 kbit/s ADPCM transcoder, (Recommendation G.721). This is one
  1173.        technique commonly used in DCME to increase the circuit capacity.
  1174.  
  1175.  
  1176.        1.2.8         digital speech interpolation (DSI)
  1177.  
  1178.  
  1179.             This is a technique whereby advantage  can  be  taken  of  the
  1180.        inactive  periods  during  a  conversation,  creating extra channel
  1181.        capacity. Speech activity is typically 30-40%,  on  average,  which
  1182.        can produce a DSI gain of up to 3 |  | , but generally in the range
  1183.        of 2 |  |  to 2,5 |  | .
  1184.  
  1185.  
  1186.  
  1187.  
  1188.  
  1189.  
  1190.  
  1191.  
  1192.  
  1193.  
  1194.        1.2.9         LRE gain, DSI gain, DCME gain
  1195.  
  1196.  
  1197.             LRE gain is the factor by which the  64  kbit/s  rate  of  the
  1198.        incoming circuits is reduced when LRE is used for coding within the
  1199.        DCME.   For   example,   when   a    transcoder    conforming    to
  1200.        Recommendation G.721  is  used,  the LRE gain will equal 2. The LRE
  1201.        gain is 1 when no transcoding is used.
  1202.  
  1203.  
  1204.             DSI gain is the ratio of the number  of  active  speech  input
  1205.        circuits  to  the  number of bearer channels used to transport this
  1206.        speech, where the same encoding  rate  is  used  for  circuits  and
  1207.        bearer channels. The DSI gain is constrained by the number of input
  1208.        circuits and the speech activity  factor  and  other  input  speech
  1209.        characteristics. The DSI gain is 1 when DSI is not used.
  1210.  
  1211.             The DCME gain is the product of the LRE and DSI gain factors.
  1212.  
  1213.  
  1214.        1.2.10         DCME overload
  1215.  
  1216.  
  1217.             The instant when the number of  instantaneously  active  input
  1218.        circuits  exceeds  the  maximum  number of "normal" bearer channels
  1219.        available for DSI.
  1220.  
  1221.  
  1222.        1.2.11         freezeout
  1223.  
  1224.  
  1225.             The condition when an input circuit becomes active with speech
  1226.        and cannot be immediately assigned to a bearer channel, due to lack
  1227.        of availability of such channels.
  1228.  
  1229.  
  1230.        1.2.12         freezeout fraction
  1231.  
  1232.  
  1233.             The percentage of speech lost, obtained by averaging over  all
  1234.        input circuits for a given time interval, e.g. one minute.
  1235.  
  1236.  
  1237.        1.2.13         transmission overload
  1238.  
  1239.  
  1240.             The condition when the  freezeout  fraction  goes  beyond  the
  1241.        value set in accordance with the speech quality requirements.
  1242.  
  1243.  
  1244.        1.2.14         clipping
  1245.  
  1246.  
  1247.             An impairment occurring in DSI systems employing speech detec-
  1248.        tors  whereby  the  detector, due to the time it takes to recognize
  1249.        that speech is present, can cut  off  ("clip")  the  start  of  the
  1250.        speech  utterance. Competitive clipping is the impairment caused by
  1251.  
  1252.  
  1253.  
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.  
  1258.  
  1259.  
  1260.        the overload control strategy which allows
  1261.  
  1262.             freezeout to occur when bearer channels are  temporarily  una-
  1263.        vailable.  Another  name for the competitive clipping overload con-
  1264.        trol strategy is sample dropping
  1265.  
  1266.  
  1267.        1.2.15         variable bit rate (VBR)
  1268.  
  1269.  
  1270.             An overload control strategy often used to cope  with  traffic
  1271.        peaks  and  hence  freezeout problems. Temporary, additional bearer
  1272.        channels (overload channels) are created.  Several  VBR  techniques
  1273.        are available:
  1274.  
  1275.                i)          Graceful overload is one  technique  to  reduce
  1276.        the  bit  rate. For example, a 4-bit sample 32 kbit/s ADPCM channel
  1277.        can be reduced on demand to a minimum of a 3-bit sample  24 kbit/s,
  1278.        and  the  VBR  will average across the DCMS somewhere between 3 and
  1279.        4 bits. The dynamic  load  control  (DLC)  will  operate  when  the
  1280.        predicted traffic loading rises above a preset VBR.
  1281.  
  1282.                ii)          Permanent 3-bit allocation  set  on  block  of
  1283.        channels. These channels operate solely in a 3-bit mode.
  1284.  
  1285.             The different reduction techniques  available  have  different
  1286.        subjective performances.
  1287.  
  1288.  
  1289.        1.2.16         queuing
  1290.  
  1291.  
  1292.             An overload control strategy employing buffer  memory  in  the
  1293.        DCME transmitter to store speech samples while waiting for a bearer
  1294.        channel to become available.
  1295.  
  1296.  
  1297.        1.2.17         dynamic load control (DLC)
  1298.  
  1299.  
  1300.             An overload control strategy in which the DCMS signals to  the
  1301.        associated  switch  that the traffic load the switch is generating,
  1302.        or is predicted to generate, cannot be  transmitted  satisfactorily
  1303.        by  the  DCMS  and  that the switch should reduce its demand on the
  1304.        DCMS by a holding signal sent to  the  circuits  when  they  become
  1305.        idle.
  1306.  
  1307.  
  1308.        1.2.18         load carrying capacity
  1309.  
  1310.  
  1311.             The load carrying capacity is defined as the  maximum  offered
  1312.        speech load plus "overhead" load (see S 1.2.19) that the DCME chan-
  1313.        nels can carry without forced loss  of  any  speech  samples.  DCME
  1314.        overload  is defined to occur when the instantaneously offered load
  1315.        exceeds the carrying capacity of the DCME bearer channels.
  1316.  
  1317.  
  1318.  
  1319.  
  1320.  
  1321.  
  1322.  
  1323.  
  1324.  
  1325.  
  1326.        1.2.19         applied and offerd load
  1327.  
  1328.  
  1329.             The applied load consists of the speech  bursts  entering  the
  1330.        DCME  on  the  active circuits. Thus, applied load is a function of
  1331.        the number of active circuits and the speech activity on  the  cir-
  1332.        cuits.
  1333.  
  1334.             The offered load consists of the applied load plus  any  addi-
  1335.        tional  load  (overhead) generated by the DCME messages and control
  1336.        information. The offered load is the load  presented  to  the  DCME
  1337.        bearer channels. If the offered load is less than the load-carrying
  1338.        capacity of the channels, then all the offered load is  carried  by
  1339.        the  DCME. However, if the offered load exceeds the capacity of the
  1340.        bearer channels, then, depending upon the overload strategy of  the
  1341.        DCME,  some  of  the  offered load will be lost through competitive
  1342.        clipping (sample dropping). The DCME may employ variable  bit  rate
  1343.        coding  so  that,  should the freezeout fraction exceed some preset
  1344.        limit, the DCME can momentarily increase the load-carrying capacity
  1345.        of  the bearer channels (creation of overload channels) in order to
  1346.        accommodate the extra load. Dynamic load control may also  be  used
  1347.        to limit the applied load.
  1348.  
  1349.             The instantaneous load is a function of the statistics of  the
  1350.        input  speech  and  the DCME overhead traffic , and is difficult to
  1351.        characterize mathematically. However, the  long-term  time  average
  1352.        applied load can be calculated as follows:
  1353.  
  1354.                                      La= N
  1355.                                     (*a + |
  1356.                                     _______ ,
  1357.  
  1358.  
  1359.  
  1360.        where Lais the average applied load, ( is the average speech  burst
  1361.        length,  |  is  the  average silence length, and N is the number of
  1362.        circuits in use. The term (/(( + |) is equal to the average  speech
  1363.        activity.  The applied load is measured at the input to the DCME on
  1364.        the circuits. Thus, the average load   on the DCME  can  be  exter-
  1365.        nally  controlled  by varying the number of circuits in use, N , or
  1366.        the speech activity factor , (/(( + |).
  1367.  
  1368.             Similarly, average offered load is a useful  concept,  and  it
  1369.        can be calculated from this formula:
  1370.  
  1371.                                      Lo= N
  1372.                                  (*a + |
  1373.                                 __________  + G ,
  1374.  
  1375.  
  1376.  
  1377.  
  1378.        where Lois the average load offered to  the  bearer  channels,  the
  1379.        term  k  is  a  constant which accounts for the "stretching" effect
  1380.        that the speech detector has on the activity factor, and the term G
  1381.        is  a  load  factor  that  accounts for the system overhead traffic
  1382.        (e.g. control messages). Thus, the average offered load,  Lo,  will
  1383.        almost always be larger than the average applied load, Lo.
  1384.  
  1385.  
  1386.  
  1387.  
  1388.  
  1389.  
  1390.  
  1391.  
  1392.  
  1393.  
  1394.        1.3         Test philosophy
  1395.  
  1396.  
  1397.             In order for a test to satisfactorily  evaluate  DCME  perfor-
  1398.        mance  the  test  methodology should meet certain conditions. These
  1399.        are as follows:
  1400.  
  1401.                i)         the method should  use  principles,  procedures,
  1402.        and instrumentation that are acceptable to CCITT;
  1403.  
  1404.                ii)          the method should be  adaptable  to  different
  1405.        languages  and should yield results that are comparable to previous
  1406.        test results;
  1407.  
  1408.                iii)          the method should permit DCME performance  to
  1409.        be  compared subjectively (or objectively) to reference conditions.
  1410.        Examples of suitable reference conditions are  hypothetical  refer-
  1411.        ence  connections  (HRCs), white noise and speech correlated noise.
  1412.        The HRCs should model  the  facilities  the  DCME  is  designed  to
  1413.        replace,  when  these facilities are known. The results of the com-
  1414.        parisons should permit making "equivalence  statements"  about  the
  1415.        DCME,  e.g. a DCME system is subjectively equivalent to x asynchro-
  1416.        nously tandemed 64 kbit/s PCM systems. Ideally, the  method  should
  1417.        yield results from which a network application rule can be derived;
  1418.  
  1419.                iv)         the DCME should  be  tested  with  a  realistic
  1420.        traffic  load  simulator  and  circuit-under-test signal conditions
  1421.        applied. Most of the transitory impairments arise when the DCME  is
  1422.        operating in the range of applied load which forces the use of DSI.
  1423.        Therefore, to subjectively measure the effects of these impairments
  1424.        it  is  necessary  to  vary  the applied load on the DCME up to and
  1425.        including the maximum design load. The  clipping  produced  by  the
  1426.        speech detector is affected by the type of signal being transmitted
  1427.        on the circuit under test. Therefore, only a realistic speech  sig-
  1428.        nal  which  also contains appropriate additive noise should be used
  1429.        on the circuit under test;
  1430.  
  1431.  
  1432.                v)          in most instances DCME is designed to  be  used
  1433.        in  the  network  as a replacement for an existing facility. If the
  1434.        DCME introduces more delay than the facility  replaced,  then  this
  1435.        additional  delay will reduce the echo tolerance (grade of service)
  1436.        unless it is compensated for by the use of extra echo control meas-
  1437.        ures  magnitude  of  the  reduction in the echo tolerance that will
  1438.        occur without extra echo control can  be  determined  and  hence  a
  1439.        decision taken as to the need for additional echo control measures.
  1440.  
  1441.                vi)          The methodology should, ideally, yield results
  1442.        which  can be used to produce new opinion models or modify existing
  1443.        models.
  1444.  
  1445.  
  1446.        1.4         Description of DCME
  1447.  
  1448.  
  1449.             Annex A contains a detailed description of the characteristics
  1450.        of  DCME  that can be evaluated with this methodology. This section
  1451.  
  1452.  
  1453.  
  1454.  
  1455.  
  1456.  
  1457.  
  1458.  
  1459.  
  1460.        contains a brief summary of these characteristics.
  1461.  
  1462.             The test methodology applies to two types of  DCME:  one  type
  1463.        which  uses  DSI  only to obtain a DSI gain and a second type which
  1464.        uses a combination of LRE and DSI to obtain both a LRE gain  and  a
  1465.        DSI  gain.  The  test methodology accounts for the operation of the
  1466.        speech detector, recognizing that speech clipping is an  impairment
  1467.        that may occur even though the DCME is not overloaded.
  1468.  
  1469.             The test methodology is applicable to DCME employing  any  one
  1470.        or  a  combination  of three methods of overload control: 1) sample
  1471.        dropping or competitive clipping, 2)  variable  bit  rate,  and  3)
  1472.        queuing.  The  test plan also allows for testing of DCME having DLC
  1473.        capability.
  1474.  
  1475.             The test methodology recognizes that many of  the  impairments
  1476.        produced  by  DCME occur only when a load is applied, and therefore
  1477.        provision is made to apply a controlled  load  to  the  DCME  under
  1478.        test. The load is varied between zero and 100% of circuit capacity.
  1479.        Use of the packet mode in the DCME converts it  into  a  packetized
  1480.        voice system, and this test methodology is applicable to these sys-
  1481.        tems.  At  the  present  time  only  point-to-point  (and  possibly
  1482.        point-to-multipoint) DCME are covered by this methodology.
  1483.  
  1484.  
  1485.        2       Source recordings
  1486.  
  1487.  
  1488.  
  1489.        2.1         Apparatus and environment
  1490.  
  1491.  
  1492.             The talker should be seated in a quiet room having a volume of
  1493.        between  40  and  120 cubic meters and a reverberation time of less
  1494.        than 500 ms (preferably in the range 200 to 300 ms). The room noise
  1495.        level must be below 30 dBA with no dominant peaks in the spectrum.
  1496.  
  1497.             Speech should be recorded from an Intermediate Reference  Sys-
  1498.        tem  (IRS),  as  specified in Recommendation P.48, or an equivalent
  1499.        circuit. The IRS is chosen as it is  well  documented  and  can  be
  1500.        implemented  by  all  laboratories.  The  IRS  should be calibrated
  1501.        according to Recommendation P.64.
  1502.  
  1503.             The recording equipment should be of high quality and  of  the
  1504.        type  agreed to by the test. The equipment selected should be capa-
  1505.        ble of providing at least a 40 dB signal-to-noise ratio. A suitable
  1506.        system  might consist, for example, of a high-quality digital audio
  1507.        tape recording system.
  1508.  
  1509.             All the source speech material should be recorded so that  the
  1510.        active  speech level, as measured according to Recommendation P.56,
  1511.        is approximately 23 dB below the peak overload level of the record-
  1512.        ing  system.  This will assure that the speech peaks will not over-
  1513.        load the recording system.
  1514.  
  1515.  
  1516.        2.2         Speech material
  1517.  
  1518.  
  1519.  
  1520.  
  1521.  
  1522.  
  1523.  
  1524.  
  1525.  
  1526.             The speech material should consist of a  sequence  of  simple,
  1527.        meaningful,  short  sentences,  chosen  at  random  because easy to
  1528.        understand (from current non-technical  literature  or  newspapers,
  1529.        for example). Very short and very long sequences should be avoided,
  1530.        the aim being that each sequence when spoken should have a duration
  1531.        of  at  least  30 s  and  the  duration of any two sequences should
  1532.        differ by no more than 5 s. Administrations  can  use  one  of  two
  1533.        approaches:
  1534.  
  1535.                i)          to have as many different  sequences  as  there
  1536.        are   conditions  (an  example  of  suitable  material  from  which
  1537.        sequences may be constructed is contained in Annex B), or
  1538.  
  1539.                ii)          to  have  a  more  limited  number,  e.g.   10
  1540.        sequences  per  talker,  where combinations of two sequences can be
  1541.        used (this is shown in detail in Annex C).
  1542.  
  1543.             Because of the opinion scales to be used the first approach is
  1544.        recommended.  Enough sequences should be available to cater for all
  1545.        the test conditions, plus a sufficient number for use in a practice
  1546.        session.
  1547.  
  1548.  
  1549.  
  1550.        2.3         Procedure
  1551.  
  1552.  
  1553.             At least three sentences should be used for each  sequence.  A
  1554.        silent  period  containing  only circuit noise of approximately one
  1555.        second should procede the first sequence and  the  sequence  should
  1556.        end with a similar silent period containing only the circuit noise.
  1557.        One of the inter-sentence pauses containing  circuit  noise  should
  1558.        last one to two seconds. Otherwise, the talker should speak so that
  1559.        pauses occur naturally.
  1560.  
  1561.             To facilitate the processing of the  recorded  speech  through
  1562.        the  DCME,  i.e.  to  allow  for  the  starting and stopping of the
  1563.        recorders between sequences and to allow  time  for  adjusting  the
  1564.        DCME  for the next test condition, sequences should be separated by
  1565.        a 5 seconds  gap  on  the  tape.  Therefore,  the  recorded  source
  1566.        sequences will have the pattern on the tape shown in Figure 3/P.84.
  1567.  
  1568.  
  1569.                                                          Figure 3/P.84, p.
  1570.  
  1571.  
  1572.             Sequences should be played back to  listeners  beginning  with
  1573.        the  one  second silent period. After the sequence has ended, a 5 s
  1574.        period of  complete  silence  should  be  provided  to  permit  the
  1575.        listener to vote.
  1576.  
  1577.             Talkers should pronounce the sequence  of  sentences  fluently
  1578.        but  not  dramatically  and  have  no  speech  deficiencies such as
  1579.        "stutter".
  1580.  
  1581.             At least two male-female pairs of talkers shall be  used,  and
  1582.        more pairs are desirable if the test-time permits.
  1583.  
  1584.  
  1585.  
  1586.  
  1587.  
  1588.  
  1589.  
  1590.  
  1591.  
  1592.             The method of presentation of the source sequences will be  by
  1593.        randomization of talkers by blocks; as shown in the following exam-
  1594.        ple:
  1595.  
  1596.  
  1597.        Block 1 Block 2 Block 3 Block n Talker 1 2 3 4 3 4 1 2 1 3 2 4 2  3
  1598.        1 4
  1599.  
  1600.        where talkers 1 and 2 are male and talkers 3 and 4 are female.
  1601.  
  1602.  
  1603.        2.4         Calibration signals and speech levels
  1604.  
  1605.  
  1606.             When the recordings have been made, the active speech level of
  1607.        each  speech sequence (excluding the preceding and following silent
  1608.        periods)   should   be   measured,    preferably    according    to
  1609.        Recommendation P.56.  If  necessary,  the  speech  should  then  be
  1610.        re-recorded onto the right channel of  a  second  system  with  the
  1611.        necessary  gain  adjustments,  so  that  all  the sequences will be
  1612.        brought to the same speech level, namely 23 dB below the peak over-
  1613.        load level of the recording system.
  1614.  
  1615.             Thirty seconds of 1000 Hz  tone  should  be  inserted  at  the
  1616.        re-recording  stage,  at  an  r.m.s.  level 17 dB  above the active
  1617.        speech level, i.e. 6 dB  below  the  peak  overload  level  of  the
  1618.        recording  system:  the peak level of this tone will be 3 dB higher
  1619.        still. This tone can then be used later to adjust the r.m.s.  input
  1620.        speech  level  to  be 20 dB below the overload point of the DCME (a
  1621.        peak/r.m.s. of tone of 3 dB with the speech level 17 dB  below  the
  1622.        r.m.s. tone level will give the 20 dB figure).
  1623.  
  1624.  
  1625.             The left channel of the source recording should contain a 1000
  1626.        Hz tone at a level 23 dB below the peak overload level and of 0.5 s
  1627.        duration, recorded about 0.5 s before the start and after  the  end
  1628.        of  each  sequence.  These  two signals may be used as checking and
  1629.        control signals in the processing of the source  sequences  through
  1630.        the DCME under test.
  1631.  
  1632.  
  1633.        3       Simulating system load
  1634.  
  1635.  
  1636.  
  1637.        3.1         Requirements for a generic voice load simulator
  1638.  
  1639.  
  1640.             Digital Circuit Multiplication Equipment  (DCME),  by  defini-
  1641.        tion, is used to gain an advantage in the number of circuits multi-
  1642.        plexed onto a digital transmission facility. With  this  advantage,
  1643.        however,  comes  potential degradation of transmission quality when
  1644.        carried loads exceed that for which the DCME was engineered.  Thus,
  1645.        a  rigorous  performance  evaluation  of DCME includes studying the
  1646.        behaviour of the DCME under conditions of no load, engineered load,
  1647.        and  overload.  Because  the transmission performance of DCME under
  1648.        load depends  critically  upon  the  load  characteristics,  it  is
  1649.  
  1650.  
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654.  
  1655.  
  1656.  
  1657.  
  1658.        necessary  to  use known and controlled simulated loads in order to
  1659.        properly assess DCME performance. This section describes  the  gen-
  1660.        eric  requirements  for  a  voice load simulator for the purpose of
  1661.        facilitating DCME performance evaluations under conditions that are
  1662.        meaningful.  Use of voice load simulators with the generic require-
  1663.        ments described here will also enable  the  comparison  of  results
  1664.        from different studies of various DCME.
  1665.  
  1666.             Note 1  - The load simulator specified here is to be used  for
  1667.        the  performance evaluation of DCME using Digital Speech Interpola-
  1668.        tion (DSI). This excludes Type A DCME, for which  load  is  not  an
  1669.        issue by virtue of the fixed time-slot assignment of the channels.
  1670.  
  1671.             Note 2  - The load simulator specified here is  an  "external"
  1672.        simulator  that produces simulated speech signals so as to exercise
  1673.        many circuits being multiplexed onto a digital transmission  facil-
  1674.        ity.  Prototype  DCME  frequently use "internal" load simulation of
  1675.        "trunk needs service" requests that simulate the output of multiple
  1676.        speech  detector  circuits  and thus compete for transmission capa-
  1677.        city, even though no simulated signals  are  actually  transmitted;
  1678.        only  the  "live" channel under test is actually transmitting. This
  1679.        type of simulator can be very useful in the lab, but is not treated
  1680.        here  because  certain  assumptions would have to be made regarding
  1681.        the performance characteristics of the associated  speech  detector
  1682.        simulation.
  1683.  
  1684.  
  1685.        3.1.1         Parameters
  1686.  
  1687.  
  1688.             A generic Voice Load  Simulator  (VLS)  for  DCME  performance
  1689.        evaluation  has the following attributes (the parametric specifica-
  1690.        tion of which are detailed later in this section):
  1691.  
  1692.                -         talk-spurt characteristics,
  1693.  
  1694.                -         silence (gap) characteristics,
  1695.  
  1696.                -         background noise-fill for silent periods,
  1697.  
  1698.                -         spectral properties of the simulated speech,
  1699.  
  1700.                -         amplitude characteristics,
  1701.  
  1702.                -          physical   interface,   including   idle-circuit
  1703.        specifications.
  1704.  
  1705.             The above are a minimum set of parameters that may have to  be
  1706.        expanded  as required; for example, time variation of the number of
  1707.        simulated calls might have to be studied, at which time a pertinent
  1708.        specification  would  have to be added. Also, only simulated speech
  1709.        signals are discussed. It may be desirable to add simulated  tones,
  1710.        signalling  frequencies,  and  voiceband data of various types at a
  1711.        later date.
  1712.  
  1713.  
  1714.        3.1.2         Requirements
  1715.  
  1716.  
  1717.  
  1718.  
  1719.  
  1720.  
  1721.  
  1722.  
  1723.  
  1724.        3.1.2.1         General
  1725.  
  1726.  
  1727.             These requirements apply to a  generic  VLS  testing  a  DCME.
  1728.        Accordingly,  the  DCME  must  receive digital signals from the VLS
  1729.        that simulate multiple and independent sources of speech similar to
  1730.        that which is observed in telephone networks. To meet the "multiple
  1731.        and independent" condition, it will be assumed that the VLS  output
  1732.        is to several T1 or CEPT interfaces.
  1733.  
  1734.  
  1735.             Where possible, existing Recommendations  have  been  used  in
  1736.        deriving  these  requirements.  The  most notable exception are the
  1737.        requirements associated with speech  activity  and  the  underlying
  1738.        statistical distributions of talk-spurts and silent periods (gaps).
  1739.        For these, the  current  technical  literature  was  surveyed;  the
  1740.        results  of [1]  being  both  recent  and  based  on conversational
  1741.        speech, are used here.
  1742.  
  1743.  
  1744.        3.1.2.2         Talk-spurt characteristics
  1745.  
  1746.  
  1747.             The probability density function (p.d.f.) of talk-spurt  dura-
  1748.        tions is modeled by two weighted geometric p.d.f.'s:
  1749.  
  1750.                                ft(k ) = C1(1-U1)U
  1751.                                   $$Ei:k -1:1_
  1752.                           + C2(1-U2)U $$Ei:k -1:2_, k
  1753.                               = 1, 2, 3,  |  |  |
  1754.  
  1755.  
  1756.  
  1757.        where
  1758.  
  1759.                C1= 0.60278         U1= 0.92446
  1760.  
  1761.                C2= 0.39817         U2= 0.98916.
  1762.  
  1763.             Every increment of the variable k is equal to 5  ms  in  time.
  1764.        The  cumulative  distribution  function  of talk-spurt durations is
  1765.        shown  in  Figure 4/P.84.  The  average  talk-spurt   duration   is
  1766.        ( = 227 ms.
  1767.  
  1768.  
  1769.                                                          Figure 4/P.84, p.
  1770.  
  1771.  
  1772.  
  1773.        3.1.2.3         Silence (gap) characteristics
  1774.  
  1775.  
  1776.             The p.d.f.  of  silence  durations  is  also  modeled  by  two
  1777.        weighted geometric p.d.f.'s:
  1778.  
  1779.                                fs(k ) = D1(1-W1)W
  1780.                                   $$Ei:k -1:1_
  1781.  
  1782.  
  1783.  
  1784.  
  1785.  
  1786.  
  1787.  
  1788.  
  1789.  
  1790.                           + D2(1-W2)W $$Ei:k -1:2_, k
  1791.                               = 1, 2, 3,  |  |  |
  1792.  
  1793.  
  1794.  
  1795.        where
  1796.  
  1797.                D1= 0.76693         W1= 0.89700
  1798.  
  1799.                D2= 0.23307         W2= 0.99791.
  1800.  
  1801.             The cumulative distribution function of  silence  (gap)  dura-
  1802.        tions is shown in Figure 4/P.84.
  1803.  
  1804.             The average silence duration of | = 596 ms, combined with  the
  1805.        227  ms  talk-spurt  duration  average,  yields  a long-term speech
  1806.        activity factor of 27.6 percent.
  1807.  
  1808.  
  1809.  
  1810.        3.1.2.4         Background noise-fill for silent periods
  1811.  
  1812.  
  1813.             Noise should be inserted into the  silent  periods  (gaps)  so
  1814.        that  the  performance  of DSI in the presence of noise can be stu-
  1815.        died. It is desirable to have the noise level adjustable; a default
  1816.        value of -58 dbm0p is provisionally recommended.
  1817.  
  1818.  
  1819.        3.1.2.5         Properties of the simulated speech
  1820.  
  1821.  
  1822.             The artificial voice signal of Recommendation  P.51  shall  be
  1823.        used as a basis for simulating the characteristics of human speech.
  1824.        Supplement No. 7 to the Series P Recommendations describes a possi-
  1825.        ble  generation  process  of  the  artificial  voice  according  to
  1826.        Recommendation P.51.  This  signal  can  then  be  switched  on/off
  1827.        according   to  the  talk-spurt  and  silence  duration  statistics
  1828.        described in SS 3.1.2.3 and 3.1.2.4.
  1829.  
  1830.  
  1831.        3.1.2.6         Physical interface
  1832.  
  1833.  
  1834.             The load simulator should have T1 and/or  CEPT  outputs  which
  1835.        have  physical, electrical, coding, frame structure, alignment, and
  1836.        signalling characteristics  as  per  Recommendations G.703,  G.704,
  1837.        G.711 and G.732 (2048 kbit/s) or G.733 (1544 kbit/s).
  1838.  
  1839.  
  1840.        3.2         Determining load capacity of tested systems
  1841.  
  1842.  
  1843.             The average applied load equals the product of the  number  of
  1844.        circuits  in  use,  N  ,  and the average speech activity. The load
  1845.        capacity of the tested system equals the maximum load that the sys-
  1846.        tem  is  designed  to  handle,  Lm\da\dx.  The load capacity can be
  1847.  
  1848.  
  1849.  
  1850.  
  1851.  
  1852.  
  1853.  
  1854.  
  1855.  
  1856.        determined by:
  1857.  
  1858.                i)         obtaining the manufacturer's specifications,
  1859.  
  1860.                ii)         calculation.
  1861.  
  1862.             After the load capacity is determined, the  partial  loads  at
  1863.        which  the  system  will  be  tested can be determined. The partial
  1864.        loads are:
  1865.  
  1866.                                  Li= ciLm\da\dx
  1867.  
  1868.  
  1869.        where
  1870.  
  1871.                ci= 0.0, 0.50, 0.75 and 1.0.
  1872.  
  1873.  
  1874.  
  1875.  
  1876.        3.3         Controlling load applied to tested systems
  1877.  
  1878.  
  1879.             The load applied to the DCME can be changed by varying  N  and
  1880.        the  activity  factor.  For  these tests the speech activity factor
  1881.        will be assumed constant at 28%. Therefore,  to  obtain  a  partial
  1882.        load,  Li,  it  is necessary to calculate the number of active cir-
  1883.        cuits which come closest to achieving this desired value.
  1884.  
  1885.             For example,  if  Lm\da\dx=  48  and  if  a  partial  load  of
  1886.        Li = 0.50  Lm\da\dxis desired and the speech activity factor of 28%
  1887.        is assumed, then the number of active circuits, N active , is  cal-
  1888.        culated thus:
  1889.  
  1890.                                     N active
  1891.                        = cispeech  activity factor)
  1892.                            ________________________  = 0.5
  1893.                            .28
  1894.                            ___  = 86 active circuits.
  1895.  
  1896.  
  1897.  
  1898.        In the test, 86 circuits would carry speech load and the  remainder
  1899.        would be idled.
  1900.  
  1901.             Note  - The following items are for future study:
  1902.  
  1903.                a)          Should DCME loads  include  voiceband  data  as
  1904.        well  as  speech?  The  effect  of voiceband data traffic on speech
  1905.        quality is an important issue in the  evaluation  of  DCME  perfor-
  1906.        mance. Data percentage is defined as follows:
  1907.  
  1908.                                      P data
  1909.                                         =
  1910.                      otal number of active circuits
  1911.                 ________________________________________  x 100%
  1912.  
  1913.  
  1914.  
  1915.  
  1916.  
  1917.  
  1918.  
  1919.  
  1920.  
  1921.  
  1922.  
  1923.  
  1924.                b)         Some Administrations report that speech activity
  1925.        on  their real circuits averages about 36% when using a highly sen-
  1926.        sitive speech detector having a short hangover time of about 30 ms.
  1927.        Is  it  desirable  to  modify the speech load requirements given in
  1928.        S 3.1, and, if so, what values are recommended?
  1929.  
  1930.  
  1931.                c)         Fractional values of speech load  are  given  in
  1932.        S 3.2.  Some  DCME may operate so as to display significant changes
  1933.        in performance at different  fractional  load  points.  Should  the
  1934.        fractional  load  points  be  changed  to  accommodate this type of
  1935.        operation, and, if so, what changes are recommended?
  1936.  
  1937.  
  1938.        4       Processing of the speech
  1939.  
  1940.  
  1941.             The DCME testing laboratory will take the  source  recordings,
  1942.        replay  them  through  the  circuit  under  test of the agreed DCME
  1943.        (using the calibration tone to set the agreed input level), operat-
  1944.        ing  the  DCME  at  the agreed load, and record the output from the
  1945.        circuit under test in a  predetermined  arrangement  (explained  in
  1946.        S 5). The recorded outputs will then be used to perform the listen-
  1947.        ing test. The DCME being tested must be connected to the load simu-
  1948.        lator  and  to  the  recording  and  playback equipment as shown in
  1949.        Figure 5/P.84. It may be necessary to make  provision  for  special
  1950.        A/D  and  D/A  interfaces to permit the selected load simulator and
  1951.        recording equipment to be connected to the DCME.
  1952.  
  1953.             All the processed outputs will be on the left channel  of  the
  1954.        recording  medium. The corresponding original signal will be simul-
  1955.        taneously recorded on the right channel. The  1 kHz  tone  will  be
  1956.        available  both  in  its  original form (right channel) and as pro-
  1957.        cessed by passing through the DCME under test (left channel).
  1958.  
  1959.             The 1 kHz tone on the source recording (see S 2) will be  used
  1960.        to adjust the r.m.s. input speech level to be 20, 30 or 38 dB below
  1961.        the overload point of the DCME coder.
  1962.  
  1963.  
  1964.                                                          Figure 5/P.84, p.
  1965.  
  1966.  
  1967.  
  1968.        5       Test design
  1969.  
  1970.  
  1971.             Three  separate  tests  are  proposed  to  evaluate  different
  1972.        aspects of DCME performance. The first verifies the effect of vari-
  1973.        ous loads on the performance. The second  verifies  the  effect  of
  1974.        errors  in  the DCME digital control channel. The third test calcu-
  1975.        lates the effect that the DCME delay has  on  the  echo  tolerance.
  1976.        This  last  test  will be done using Recommendation  G.131 and does
  1977.        not involve subjective testing.
  1978.  
  1979.  
  1980.  
  1981.  
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986.  
  1987.  
  1988.  
  1989.  
  1990.        5.1         Test No. 1: Effect of applied load
  1991.  
  1992.  
  1993.             This test may be conducted twice, once  to  obtain  a  quality
  1994.        rating  and (optionally) a second time to obtain a listening effort
  1995.        rating. The parameters for testing are as follows:
  1996.  
  1997.                a)         DCME test parameters:
  1998.  
  1999.                1.          DCMEs under test: N
  2000.  
  2001.                2.          DCME loads: four values  (0,  0.5,  0.75,  1.0)
  2002.        (see S 3.2)
  2003.  
  2004.                3.          speech activity factor: one value (28%)
  2005.  
  2006.                4.           active  circuit  speech  characteristics:  one
  2007.        value (see S 3.1)
  2008.  
  2009.                5.          circuit under test  (CUT)  idle  circuit  noise
  2010.        (ICN): two values (-77 and -45 dBm0p)
  2011.  
  2012.                6.          input speech level to CUT: three values (20, 30
  2013.        and 38 dB below DCME coder overload)
  2014.  
  2015.                7.          output listening levels: at least three  values
  2016.        (preferred and preferred _10 dB)
  2017.  
  2018.                8.          talkers:  four  talkers,  i.e.  2  male  and  2
  2019.        female.
  2020.  
  2021.                b)         Reference parameters
  2022.  
  2023.                1.          original source sequences: one value
  2024.  
  2025.                2.          MNRU: four values (5-35 dB in 10 dB steps)
  2026.  
  2027.                3.          SNR: three values (20, 30 and 40 dB)
  2028.  
  2029.                4.           reference  connections  (HRCs):  approximately
  2030.        four different cases to be decided by test team
  2031.  
  2032.                5.          listening levels: three levels (see above)
  2033.  
  2034.                6.          talkers:  four  talkers,  i.e.  2  male  and  2
  2035.        female.
  2036.  
  2037.             For the stated set of parameters the number of test  condition
  2038.        is:
  2039.  
  2040.                  4 x 2 x 3 x 3 x 4 x N = 288 x N DCME conditions
  2041.        _________________________
  2042.        Time  permitting,  use  of  a  third  noise  level   of
  2043.        -58 dBm0p is suggested. This will permit a better char-
  2044.        acterization of the effect different noise levels  have
  2045.        on the DCME.
  2046.  
  2047.  
  2048.  
  2049.  
  2050.  
  2051.  
  2052.  
  2053.  
  2054.  
  2055.  
  2056.        plus
  2057.  
  2058.                      12 x 3 x 4 = 144 reference conditions.
  2059.  
  2060.  
  2061.        This totals (assuming N = 1 DCME):
  2062.  
  2063.                432 test conditions + 36 practice = 468 conditions.
  2064.  
  2065.  
  2066.             The set of test conditions should be  divided  into  about  13
  2067.        segments  (12 test + 1 practice)  of  36 conditions with the condi-
  2068.        tions within each segment put into  a  random  order.  Table 1/P.84
  2069.        lists the conditions in a basis non-randomized segment.
  2070.  
  2071.             The basic balanced segment in Table 1/P.84  will  be  repeated
  2072.        for each of 4 talkers and 3 listening levels to create 12 test seg-
  2073.        ments: A thru L. A practice segment P will  also  be  created.  The
  2074.        test  segments A  thru L plus P can then be ordered for playback in
  2075.        the listening test according to the procedure described in S 6.
  2076.  
  2077.             Assuming each condition takes 35 s to  present  and  obtain  a
  2078.        vote, total test time is about 4.5 hours.
  2079.  
  2080.  
  2081.        5.2         Test No. 2: Effect of digital errors in the  DCME  con-
  2082.        trol channel
  2083.  
  2084.  
  2085.             The  preceding  test  was  done  assuming  that  the   digital
  2086.        transmission facility is operated error-free. Under real conditions
  2087.        errors will occur and errors in the DCME control channel may  cause
  2088.        momentary disruption of the voice circuits. To determine the effect
  2089.        of digital errors on performance,  Test No. 1  should  be  repeated
  2090.        while  random  errors  at a rate of 10DlF2613 are injected into the
  2091.        control channel. For this test only one listening level (preferred)
  2092.        is  necessary,  so  the total number of test conditions is N  x  96
  2093.        plus 144 reference conditions.  With  N   = 1,  the  test  time  is
  2094.        2.3 hours.
  2095.  
  2096.                                   H.T. [T1.84]
  2097.                                   TABLE 1/P.84
  2098.                    Basic segment (assumes 1 DCME for testing)
  2099.  
  2100.  
  2101.  
  2102.  
  2103.  
  2104.  
  2105.  
  2106.  
  2107.  
  2108.  
  2109.  
  2110.  
  2111.  
  2112.  
  2113.  
  2114.  
  2115.  
  2116.  
  2117.  
  2118.  
  2119.  
  2120.  
  2121.  
  2122.        __________________________________________________________________________________
  2123.         Condition   Load   BCN (dBm0p)   Input | ua) (dB)   Q (dB)   SNR (dB)     HRC
  2124.        __________________________________________________________________________________
  2125.             1       0.00       -77              20
  2126.             2       0.50       -77              20
  2127.             3       0.75       -77              20
  2128.             4       1.00       -77              20
  2129.             5       0.00       -45              20
  2130.             6       0.50       -45              20
  2131.             7       0.75       -45              20
  2132.             8       1.00       -45              20
  2133.             9       0.00       -77              30
  2134.            10       0.50       -77              30
  2135.            11       0.75       -77              30
  2136.            12       1.00       -77              30
  2137.            13       0.00       -45              30
  2138.            14       0.50       -45              30
  2139.            15       0.75       -45              30
  2140.            16       1.00       -45              30
  2141.            17       0.00       -77              38
  2142.            18       0.50       -77              38
  2143.            19       0.75       -77              38
  2144.            20       1.00       -77              38
  2145.            21       0.00       -45              38
  2146.            22       0.50       -45              38
  2147.            23       0.75       -45              38
  2148.            24       1.00       -45              38
  2149.            25                                   20                              Original
  2150.            26                                   20             5
  2151.            27                                   20            15
  2152.            28                                   20            25
  2153.            29                                   20            35
  2154.            30                                   20                      20
  2155.            31                                   20                      30
  2156.            32                                   20                      40
  2157.            33                                   20                                HRC1
  2158.            34                                   20                                HRC2
  2159.            35                                   20                                HRC3
  2160.            36                                   20                                HRC4
  2161.        __________________________________________________________________________________
  2162.  
  2163.       |
  2164.       |
  2165.       |
  2166.       |
  2167.       |
  2168.       |
  2169.       |
  2170.       |
  2171.       |
  2172.       |
  2173.       |
  2174.       |
  2175.       |
  2176.       |
  2177.       |
  2178.       |
  2179.       |
  2180.       |
  2181.       |
  2182.       |
  2183.       |
  2184.       |
  2185.       |
  2186.       |
  2187.       |
  2188.       |
  2189.       |
  2190.       |
  2191.       |
  2192.       |
  2193.       |
  2194.       |
  2195.       |
  2196.       |
  2197.       |
  2198.       |
  2199.       |
  2200.       |
  2201.       |
  2202.  
  2203.  
  2204.  
  2205.  
  2206.  
  2207.  
  2208.  
  2209.  
  2210.  
  2211.  
  2212.  
  2213.  
  2214.  
  2215.  
  2216.  
  2217.  
  2218.  
  2219.  
  2220.  
  2221.  
  2222.  
  2223.  
  2224.  
  2225.  
  2226.  
  2227.  
  2228.  
  2229.  
  2230.  
  2231.  
  2232.  
  2233.  
  2234.  
  2235.  
  2236.  
  2237.  
  2238.  
  2239.                  |
  2240.                  |
  2241.                  |
  2242.                  |
  2243.                  |
  2244.                  |
  2245.                  |
  2246.                  |
  2247.                  |
  2248.                  |
  2249.                  |
  2250.                  |
  2251.                  |
  2252.                  |
  2253.                  |
  2254.                  |
  2255.                  |
  2256.                  |
  2257.                  |
  2258.                  |
  2259.                  |
  2260.                  |
  2261.                  |
  2262.                  |
  2263.                  |
  2264.                  |
  2265.                  |
  2266.                  |
  2267.                  |
  2268.                  |
  2269.                  |
  2270.                  |
  2271.                  |
  2272.                  |
  2273.                  |
  2274.                  |
  2275.                  |
  2276.                  |
  2277.                  |
  2278.  
  2279.  
  2280.  
  2281.  
  2282.  
  2283.  
  2284.  
  2285.  
  2286.  
  2287.  
  2288.  
  2289.  
  2290.  
  2291.  
  2292.  
  2293.  
  2294.  
  2295.  
  2296.  
  2297.  
  2298.  
  2299.  
  2300.  
  2301.  
  2302.  
  2303.  
  2304.  
  2305.  
  2306.  
  2307.  
  2308.  
  2309.  
  2310.  
  2311.  
  2312.  
  2313.  
  2314.  
  2315.                          |
  2316.                          |
  2317.                          |
  2318.                          |
  2319.                          |
  2320.                          |
  2321.                          |
  2322.                          |
  2323.                          |
  2324.                          |
  2325.                          |
  2326.                          |
  2327.                          |
  2328.                          |
  2329.                          |
  2330.                          |
  2331.                          |
  2332.                          |
  2333.                          |
  2334.                          |
  2335.                          |
  2336.                          |
  2337.                          |
  2338.                          |
  2339.                          |
  2340.                          |
  2341.                          |
  2342.                          |
  2343.                          |
  2344.                          |
  2345.                          |
  2346.                          |
  2347.                          |
  2348.                          |
  2349.                          |
  2350.                          |
  2351.                          |
  2352.                          |
  2353.                          |
  2354.  
  2355.  
  2356.  
  2357.  
  2358.  
  2359.  
  2360.  
  2361.  
  2362.  
  2363.  
  2364.  
  2365.  
  2366.  
  2367.  
  2368.  
  2369.  
  2370.  
  2371.  
  2372.  
  2373.  
  2374.  
  2375.  
  2376.  
  2377.  
  2378.  
  2379.  
  2380.  
  2381.  
  2382.  
  2383.  
  2384.  
  2385.  
  2386.  
  2387.  
  2388.  
  2389.  
  2390.  
  2391.                                        |
  2392.                                        |
  2393.                                        |
  2394.                                        |
  2395.                                        |
  2396.                                        |
  2397.                                        |
  2398.                                        |
  2399.                                        |
  2400.                                        |
  2401.                                        |
  2402.                                        |
  2403.                                        |
  2404.                                        |
  2405.                                        |
  2406.                                        |
  2407.                                        |
  2408.                                        |
  2409.                                        |
  2410.                                        |
  2411.                                        |
  2412.                                        |
  2413.                                        |
  2414.                                        |
  2415.                                        |
  2416.                                        |
  2417.                                        |
  2418.                                        |
  2419.                                        |
  2420.                                        |
  2421.                                        |
  2422.                                        |
  2423.                                        |
  2424.                                        |
  2425.                                        |
  2426.                                        |
  2427.                                        |
  2428.                                        |
  2429.                                        |
  2430.  
  2431.  
  2432.  
  2433.  
  2434.  
  2435.  
  2436.  
  2437.  
  2438.  
  2439.  
  2440.  
  2441.  
  2442.  
  2443.  
  2444.  
  2445.  
  2446.  
  2447.  
  2448.  
  2449.  
  2450.  
  2451.  
  2452.  
  2453.  
  2454.  
  2455.  
  2456.  
  2457.  
  2458.  
  2459.  
  2460.  
  2461.  
  2462.  
  2463.  
  2464.  
  2465.  
  2466.  
  2467.                                                           |
  2468.                                                           |
  2469.                                                           |
  2470.                                                           |
  2471.                                                           |
  2472.                                                           |
  2473.                                                           |
  2474.                                                           |
  2475.                                                           |
  2476.                                                           |
  2477.                                                           |
  2478.                                                           |
  2479.                                                           |
  2480.                                                           |
  2481.                                                           |
  2482.                                                           |
  2483.                                                           |
  2484.                                                           |
  2485.                                                           |
  2486.                                                           |
  2487.                                                           |
  2488.                                                           |
  2489.                                                           |
  2490.                                                           |
  2491.                                                           |
  2492.                                                           |
  2493.                                                           |
  2494.                                                           |
  2495.                                                           |
  2496.                                                           |
  2497.                                                           |
  2498.                                                           |
  2499.                                                           |
  2500.                                                           |
  2501.                                                           |
  2502.                                                           |
  2503.                                                           |
  2504.                                                           |
  2505.                                                           |
  2506.  
  2507.  
  2508.  
  2509.  
  2510.  
  2511.  
  2512.  
  2513.  
  2514.  
  2515.  
  2516.  
  2517.  
  2518.  
  2519.  
  2520.  
  2521.  
  2522.  
  2523.  
  2524.  
  2525.  
  2526.  
  2527.  
  2528.  
  2529.  
  2530.  
  2531.  
  2532.  
  2533.  
  2534.  
  2535.  
  2536.  
  2537.  
  2538.  
  2539.  
  2540.  
  2541.  
  2542.  
  2543.                                                                    |
  2544.                                                                    |
  2545.                                                                    |
  2546.                                                                    |
  2547.                                                                    |
  2548.                                                                    |
  2549.                                                                    |
  2550.                                                                    |
  2551.                                                                    |
  2552.                                                                    |
  2553.                                                                    |
  2554.                                                                    |
  2555.                                                                    |
  2556.                                                                    |
  2557.                                                                    |
  2558.                                                                    |
  2559.                                                                    |
  2560.                                                                    |
  2561.                                                                    |
  2562.                                                                    |
  2563.                                                                    |
  2564.                                                                    |
  2565.                                                                    |
  2566.                                                                    |
  2567.                                                                    |
  2568.                                                                    |
  2569.                                                                    |
  2570.                                                                    |
  2571.                                                                    |
  2572.                                                                    |
  2573.                                                                    |
  2574.                                                                    |
  2575.                                                                    |
  2576.                                                                    |
  2577.                                                                    |
  2578.                                                                    |
  2579.                                                                    |
  2580.                                                                    |
  2581.                                                                    |
  2582.  
  2583.  
  2584.  
  2585.  
  2586.  
  2587.  
  2588.  
  2589.  
  2590.  
  2591.  
  2592.  
  2593.  
  2594.  
  2595.  
  2596.  
  2597.  
  2598.  
  2599.  
  2600.  
  2601.  
  2602.  
  2603.  
  2604.  
  2605.  
  2606.  
  2607.  
  2608.  
  2609.  
  2610.  
  2611.  
  2612.  
  2613.  
  2614.  
  2615.  
  2616.  
  2617.  
  2618.  
  2619.                                                                               |
  2620.                                                                               |
  2621.                                                                               |
  2622.                                                                               |
  2623.                                                                               |
  2624.                                                                               |
  2625.                                                                               |
  2626.                                                                               |
  2627.                                                                               |
  2628.                                                                               |
  2629.                                                                               |
  2630.                                                                               |
  2631.                                                                               |
  2632.                                                                               |
  2633.                                                                               |
  2634.                                                                               |
  2635.                                                                               |
  2636.                                                                               |
  2637.                                                                               |
  2638.                                                                               |
  2639.                                                                               |
  2640.                                                                               |
  2641.                                                                               |
  2642.                                                                               |
  2643.                                                                               |
  2644.                                                                               |
  2645.                                                                               |
  2646.                                                                               |
  2647.                                                                               |
  2648.                                                                               |
  2649.                                                                               |
  2650.                                                                               |
  2651.                                                                               |
  2652.                                                                               |
  2653.                                                                               |
  2654.                                                                               |
  2655.                                                                               |
  2656.                                                                               |
  2657.                                                                               |
  2658.  
  2659.  
  2660.  
  2661.  
  2662.  
  2663.  
  2664.  
  2665.  
  2666.  
  2667.  
  2668.  
  2669.  
  2670.  
  2671.  
  2672.  
  2673.  
  2674.  
  2675.  
  2676.  
  2677.  
  2678.  
  2679.  
  2680.  
  2681.  
  2682.  
  2683.  
  2684.  
  2685.  
  2686.  
  2687.  
  2688.  
  2689.  
  2690.  
  2691.  
  2692.  
  2693.  
  2694.  
  2695.                                                                                         |
  2696.                                                                                         |
  2697.                                                                                         |
  2698.                                                                                         |
  2699.                                                                                         |
  2700.                                                                                         |
  2701.                                                                                         |
  2702.                                                                                         |
  2703.                                                                                         |
  2704.                                                                                         |
  2705.                                                                                         |
  2706.                                                                                         |
  2707.                                                                                         |
  2708.                                                                                         |
  2709.                                                                                         |
  2710.                                                                                         |
  2711.                                                                                         |
  2712.                                                                                         |
  2713.                                                                                         |
  2714.                                                                                         |
  2715.                                                                                         |
  2716.                                                                                         |
  2717.                                                                                         |
  2718.                                                                                         |
  2719.                                                                                         |
  2720.                                                                                         |
  2721.                                                                                         |
  2722.                                                                                         |
  2723.                                                                                         |
  2724.                                                                                         |
  2725.                                                                                         |
  2726.                                                                                         |
  2727.                                                                                         |
  2728.                                                                                         |
  2729.                                                                                         |
  2730.                                                                                         |
  2731.                                                                                         |
  2732.                                                                                         |
  2733.                                                                                         |
  2734.  
  2735.  
  2736.  
  2737.  
  2738.  
  2739.  
  2740.  
  2741.  
  2742.  
  2743.  
  2744.  
  2745.  
  2746.  
  2747.  
  2748.  
  2749.  
  2750.  
  2751.  
  2752.  
  2753.  
  2754.  
  2755.  
  2756.  
  2757.  
  2758.  
  2759.  
  2760.  
  2761.  
  2762.  
  2763.  
  2764.  
  2765.  
  2766.  
  2767.  
  2768.  
  2769.  
  2770.  
  2771.  
  2772.  
  2773.  
  2774.        ICN idle circuit noise
  2775.  
  2776.        a) dB below DCME coder overload level.
  2777.                                                 tableau 1/P.84 [T1.84], p.
  2778.  
  2779.  
  2780.  
  2781.  
  2782.  
  2783.        5.3         Test No. 3: Effect of delay
  2784.  
  2785.  
  2786.             In this test, using Recommendation G.131,  the  intent  is  to
  2787.        calculate  the  transmission delay through the DCME, then determine
  2788.        if the delay will  require  the  use  of  additional  echo  control
  2789.  
  2790.  
  2791.  
  2792.  
  2793.  
  2794.  
  2795.  
  2796.  
  2797.  
  2798.        measures.  The  answer to this question requires that we define the
  2799.        connections that the DCME will be used to provide,  then  determine
  2800.        the  echo tolerance of these connections assuming that conventional
  2801.        transmission facilities are used in place of  the  DCME,  and  then
  2802.        finally  determine  the  reduction  in the echo tolerance that will
  2803.        occur by inserting the DCME into the connections. If the  reduction
  2804.        in  tolerance  falls  below  acceptable limits then additional echo
  2805.        control measures will be required if the DCME is used.
  2806.  
  2807.  
  2808.  
  2809.        6       Listening test procedure
  2810.  
  2811.  
  2812.  
  2813.        6.1         Apparatus, calibration and environment
  2814.  
  2815.  
  2816.             The listening room should meet  the  same  conditions  as  the
  2817.        recording  room  with  the  exception  that the environmental noise
  2818.        should be set to 45 dBA (Hoth spectrum - Supplement No. 13, at  the
  2819.        end of this fascicle.
  2820.  
  2821.             The IRS receiving end (Recommendation P.48) or equivalent cir-
  2822.        cuit  will  be  used.  The  IRS  should  be calibrated according to
  2823.        Recommendation P.64.
  2824.  
  2825.             The gain of the system should be set in such a way that the  1
  2826.        kHz  tone played back from the recordings produces a sound pressure
  2827.        of  7 dBPa  when   measured   on   the   IEC 318   artificial   ear
  2828.        (Recommendation P.51).  Thus  the  speech  level at that point will
  2829.        also be -10 dBPa (84 dB SPL) for undistorted speech which is  close
  2830.        to the "preferred listening level".
  2831.  
  2832.  
  2833.        6.2         Instructions to subjects
  2834.  
  2835.  
  2836.             The instructions are given in Annex D. When the subjects  have
  2837.        read  these instructions, they should listen to the practice condi-
  2838.        tions and give their response to each sample. No suggestions should
  2839.        be  made  to them that the practice conditions exhaust the range of
  2840.        qualities that they can expect to hear. Questions  about  procedure
  2841.        or  about  the  meaning of the instructions should be answered, but
  2842.        any technical questions must be met with the response,  "We  cannot
  2843.        tell you anything about that until the test is finished".
  2844.  
  2845.  
  2846.        6.3         Opinion scale
  2847.  
  2848.  
  2849.             The methods agreed to are both of  the  single  stimulus  type
  2850.        based  on the mandatory "quality" scale and the optional "listening
  2851.        effort" scale.
  2852.  
  2853.  
  2854.        6.3.1         Opinions based on the "quality" scale
  2855.  
  2856.  
  2857.  
  2858.  
  2859.  
  2860.  
  2861.  
  2862.  
  2863.  
  2864.             The following five categories should be used for  the  quality
  2865.        test:
  2866.  
  2867.                -         Excellent
  2868.  
  2869.                -         Good
  2870.  
  2871.                -         Fair
  2872.  
  2873.                -         Poor
  2874.  
  2875.                -         Bad
  2876.  
  2877.        or equivalent depending on language. (Supplement No. 2, at the  end
  2878.        of this fascicle.
  2879.  
  2880.  
  2881.        6.3.2         Opinions based on the effort required  to  understand
  2882.        the meaning of sentences (listening effort scale)
  2883.  
  2884.  
  2885.             The following five categories should be used for the  optional
  2886.        listening effort test:
  2887.  
  2888.                -         complete relaxation possible, no effort required;
  2889.  
  2890.                -          attention  necessary,  no   appreciable   effort
  2891.        required;
  2892.  
  2893.                -         moderate effort required;
  2894.  
  2895.                -         considerable effort required;
  2896.  
  2897.                -         no meaning understood with any feasible effort.
  2898.  
  2899.        or equivalent according to language. (Supplement No. 2, at the  end
  2900.        of this fascicle.)
  2901.  
  2902.             Note 1  - It is expected that  quality  and  listening  effort
  2903.        scales  are  correlated.  Therefore it is not generally required to
  2904.        use both scales. However, if, in a particular case, it is desirable
  2905.        to  obtain  ratings  on  both scales, the test should first be per-
  2906.        formed by using the listening  effort  scale  and  then  duplicated
  2907.        using the quality scale. This order of presentation is particularly
  2908.        important if the same listeners and the  same  speech  sources  are
  2909.        used in both tests.
  2910.  
  2911.             Note 2  - The rating scales  associated  with  the  categories
  2912.        defined  in  SS 6.3.1  and  6.3.2 are assumed to be linear interval
  2913.        scales. It is recommended to bring this assumption to the attention
  2914.        of  the  subjects  in  the test instructions, either in words or by
  2915.        presenting numbers of numerical scales in
  2916.  
  2917.             the written instructions. Examples of how this can be done  is
  2918.        given  in  Annex D.  Alternatively,  the  scale  can have more than
  2919.        5 grades (e.g.  7 or 11 grades) with the same five  verbal  defini-
  2920.        tions  at  equal  distances. An additional possibility is to define
  2921.  
  2922.  
  2923.  
  2924.  
  2925.  
  2926.  
  2927.  
  2928.  
  2929.  
  2930.        the end points of the scale separately (e.g. Ideal  and  Unusable).
  2931.        These defined end points then serve as anchoring points but are not
  2932.        supposed to be used for the rating. Examples  of  such  alternative
  2933.        subjective scales are found in Annex E.
  2934.  
  2935.  
  2936.  
  2937.        6.4         Sequence of operations
  2938.  
  2939.  
  2940.             The 12 test plus 1 practice segments (A-L plus  P)  should  be
  2941.        played back according to the augmented latin-squares:
  2942.  
  2943.  
  2944.        Quality test Optional listening effort test P         CABD .  |   |
  2945.                P          ABDC  .  |   |            P          DBAC . |  |
  2946.                P         DCAB . |   |            P          ADCB  .  |   |
  2947.                P          BDCA  .  |   |            P          BCDA . |  |
  2948.                P         CABD . |  |
  2949.  
  2950.             In  these  squares,  each  row  is  used  for  each  group  of
  2951.        listeners,  who may listen either simultaneously or separately. The
  2952.        segments are played back in the given  order  within  each  row.  A
  2953.        pause  will naturally occur between one segment and the next, while
  2954.        the right place on the recording medium is being found and possibly
  2955.        the calibration is checked; this pause will also be welcomed by the
  2956.        listeners.
  2957.  
  2958.  
  2959.        6.5         Listeners
  2960.  
  2961.  
  2962.             The listeners used in the tests should be drawn at random from
  2963.        the  population  of  telephone  service customers. About 40 but not
  2964.        less than 30 listeners should be solicited.
  2965.  
  2966.  
  2967.        6.6         Data collection
  2968.  
  2969.  
  2970.             Subject's responses may be collected by any convenient method:
  2971.        pencil  and  paper, press-buttons controlling lamps recorded by the
  2972.        operator, or automatic data-logging  equipment,  for  example.  But
  2973.        whatever  method  is  used, care must be taken that subjects should
  2974.        not be able to observe other subjects' responses, nor  should  they
  2975.        be  able  to  see the record of their own previous responses. Apart
  2976.        from the inevitable memory  and  practice  effects,  each  response
  2977.        should be independent of every other.
  2978.  
  2979.  
  2980.        7       Statistical analysis and reporting of results
  2981.  
  2982.  
  2983.             After the test is finished and all subject responses are  col-
  2984.        lected,  the  experimenter  will  assign  numerical  scores  to the
  2985.        responses as follows:
  2986.  
  2987.  
  2988.  
  2989.  
  2990.  
  2991.  
  2992.  
  2993.  
  2994.  
  2995.  
  2996.        Response Score Excellent 5 Good 4 Fair 3 Poor 2
  2997.  
  2998.        Bad 1 Complete relaxation possible, no effort required 5  Attention
  2999.        necessary,   no  appreciable  effort  required  4  Moderate  effort
  3000.        required 3 Considerable effort required  2  No  meaning  understood
  3001.        with any feasible effort 1
  3002.  
  3003.  
  3004.             The numerical mean score (over subjects) should be  calculated
  3005.        for  each  condition,  and  these means listed (this is required so
  3006.        that effects due to male and female speech can be seen).
  3007.  
  3008.             As a further aid to rapid review of results, graphs should  be
  3009.        prepared according to the formats shown in Figure 6/P.84.
  3010.  
  3011.             Note especially that the averaging of male and female  results
  3012.        is  here proposed purely to reduce the output to manageable propor-
  3013.        tions, and does not imply that this step would be warranted for the
  3014.        detailed study and interpretation of the results (unless the signi-
  3015.        ficance tests justify it).
  3016.  
  3017.             Calculation of separate standard deviations for each condition
  3018.        is  not recommended. Confidence limits should be evaluated and sig-
  3019.        nificance  tests  performed  by  conventional  analysis-of-variance
  3020.        techniques.
  3021.  
  3022.  
  3023.                                                          Figure 6/P.84, p.
  3024.  
  3025.  
  3026.  
  3027.                                      ANNEX A
  3028.                             (to Recommendation P.84)
  3029.  
  3030.                                  Description of
  3031.                     digital circuit multiplication equipment
  3032.  
  3033.  
  3034.        A.1         Definition of DCME
  3035.  
  3036.  
  3037.             Digital circuit multiplication equipment (DCME) is defined  in
  3038.        S 1.2.1.  A  working  definition  may  be: any digital transmission
  3039.        method that derives more voicegrade circuits than is possible using
  3040.        equipment  conforming to Recommendation G.711. For our purposes the
  3041.        term circuit may at times refer to a circuit between two  switching
  3042.        points  (trunk)  or  between the customers premises and a switching
  3043.        point (loop). At other times it may refer to an end-to-end  digital
  3044.        connection.  The  circuit may also be physical or virtual. The term
  3045.        voicegrade means that the bandwidth of  the  circuit  is  nominally
  3046.        3.1 kHz. We will attempt to avoid confusion by using suitable qual-
  3047.        ifiers, when necessary, to describe the kind of circuit we mean.
  3048.  
  3049.             Based on the above definitions  we  conclude  that  there  are
  3050.        three basic types of DCME. These are:
  3051.  
  3052.                Type A  - Uses only LRE (low rate encoding, < |  4  kbit/s)
  3053.  
  3054.  
  3055.  
  3056.  
  3057.  
  3058.  
  3059.  
  3060.  
  3061.  
  3062.        to  obtain  a  circuit  multiplier  larger than 1. Some LRE methods
  3063.        (e.g., 32 kbit/s ADPCM) are  amenable  to  the  subjective  testing
  3064.        methods    described    in   Recommendation P.70;   other   methods
  3065.        (e.g. 48 kbit/s vocoding) may require new subjective test methods.
  3066.  
  3067.                 Type B  - Uses only digital speech interpolation (DSI)  to
  3068.        obtain a circuit multiplier larger than 1. DSI is defined in S A.2.
  3069.        By definition the digital coding used in Type B DCME  to  derive  a
  3070.        circuit,     operates     at     64 kbit/s    and    conforms    to
  3071.        Recommendation G.711. Thus, the coding provides  a  circuit  multi-
  3072.        plier  of  unity.  During  periods  of DCME overload any of several
  3073.        overload strategies may be used to resolve the contention for chan-
  3074.        nels. The three basic overload strategies are defined in S A.5. For
  3075.        example, during momentary periods of overload  the  channel  coding
  3076.        rate may be reduced to increase the channel capacity. However, this
  3077.        recoding action is attributed to the DSI and the circuit multiplier
  3078.        larger than 1 thus obtained is credited to the DSI.
  3079.  
  3080.                 Type C  - Combination of Types A and B. This  hybrid  type
  3081.        employs  LRE to obtain a circuit multiplier larger than 1, and then
  3082.        DSI to obtain an additional circuit multiplier larger  than 1.  For
  3083.        example,  if  the  LRE  comforms  to Recommendation G.721 32 kbit/s
  3084.        ADPCM, then the coder has a circuit multiplier of  k = 2.  The  DSI
  3085.        may increase this multiplier by a further factor of 2 or 3, depend-
  3086.        ing upon the DCME. The total multiplier, 4 to  6, is equal  to  the
  3087.        product of the LRE and DSI multipliers.
  3088.  
  3089.  
  3090.        A.2         Digital speech interpolation (DSI)
  3091.  
  3092.  
  3093.             Digital speech interpolation, is defined in S 1.2.8. A working
  3094.        definition  of  DSI  may  be: any method for assigning a voicegrade
  3095.        bearer channel on demand for the  transmission  of  speech  at  the
  3096.        onset  of  the  speech burst (talk-spurt). The bearer channel comes
  3097.        from a pool maintained by the DCME and the  speech  comes  from  an
  3098.        active  circuit  connected to the DCME. When the speech burst stops
  3099.        the channel is either:
  3100.  
  3101.                i)         relinquished and put back into the pool, or
  3102.  
  3103.                ii)         kept assigned to the circuit  as  long  as  the
  3104.        pool  is not empty and the channel is not needed to service another
  3105.        circuit.
  3106.  
  3107.             In the above context the term "bearer channel" refers  to  the
  3108.        transmission  paths  between  the DCME terminals, which are used to
  3109.        carry the traffic on the circuits connected to the DCME. By defini-
  3110.        tion,  a  bearer  channel  has  the  same  bandwidth  as a circuit,
  3111.        i.e. voicegrade. Bearer channels may be derived using  time,  space
  3112.        or  even  frequency  or  wavelength  division  multiplexing  of the
  3113.        transmission medium used by the DCME. The transmission media may be
  3114.        copper wire, coaxial cable, radio path or fibre.
  3115.  
  3116.  
  3117.        A.3         Speech detection
  3118.  
  3119.  
  3120.  
  3121.  
  3122.  
  3123.  
  3124.  
  3125.  
  3126.  
  3127.  
  3128.             To perform DSI, the DCME must contain a  speech  detector  The
  3129.        speech detector monitors the circuits and determines when speech is
  3130.        present and when it is not. When speech  is  declared  present  the
  3131.        DCME attempts to assign an available bearer channel to the circuit.
  3132.        If no channel is available the DCME then invokes its overload stra-
  3133.        tegy.  When  the  speech burst ends the speech detector may provide
  3134.        some "hangover" to avoid tail-end clipping of the  burst.  Hangover
  3135.        extends the effective length of the burst.
  3136.  
  3137.  
  3138.             "Fill-in "  is  another  speech  detector  function  sometimes
  3139.        employed  to  bridge or eliminate the silence gaps less than a cer-
  3140.        tain length between speech bursts.  Fill-in  does  not  extend  the
  3141.        length  of  individual bursts the way hangover does, but requires a
  3142.        processing delay equal to the maximum filled-in gap. Both  hangover
  3143.        and  fill-in  increase  the  activity  factor  of the speech on the
  3144.        bearer channels.
  3145.  
  3146.             To avoid front-end clipping of the speech  burst,  the  speech
  3147.        detector  sometimes  employs delay of a few milliseconds to give it
  3148.        time to decide whether speech is present.
  3149.  
  3150.             Clipping or mutilation of the speech burst (both front-end and
  3151.        possibly  tail-end)  may  occur  because  the speech detector makes
  3152.        false or late decisions. The operation of the speech  detector  and
  3153.        thus  the  clipping  performance  of the DCME is a function of many
  3154.        factors characterizing the signal on the circuits, such as the sig-
  3155.        nal level, signal-to-noise ratio, and echo path loss.
  3156.  
  3157.  
  3158.        A.4         Definition of load
  3159.  
  3160.  
  3161.             The frequency of DCME overloading is a function of the load on
  3162.        the system. The system load consists of the speech bursts generated
  3163.        on the incoming circuits  plus  DCME  generated  overhead  traffic.
  3164.        Since  the speech burst activity on the circuits varies from moment
  3165.        to moment, the load also has short-term variations.
  3166.  
  3167.             In defining load we must distinguish between the applied  load
  3168.        and  the offered load. The applied load is the speech bursts enter-
  3169.        ing the DCME on the circuits in use. Thus, applied load is a  func-
  3170.        tion  of  the  number of circuits in use and the speech activity on
  3171.        the circuits. The offered load consists of the  applied  load  plus
  3172.        any  additional load generated by the DCME. The offered load is the
  3173.        load presented to the DCME channels. It should be evident that  the
  3174.        offered load is usually larger than the applied load, because:
  3175.  
  3176.                i)          the speech detector increases the activity fac-
  3177.        tor, since it adds fill-in or hangover to speech bursts;
  3178.  
  3179.                ii)         "overhead" information may have to be transmit-
  3180.        ted on the channels along with the speech samples.
  3181.  
  3182.             While the load varies continuously, subject to the  statistics
  3183.        of  the  speech  and  the  circuit  activity, if we assume that the
  3184.        number of circuits in use, N , is a constant over  some  period  of
  3185.  
  3186.  
  3187.  
  3188.  
  3189.  
  3190.  
  3191.  
  3192.  
  3193.  
  3194.        time  in which we are observing the operation of the DCME, then the
  3195.        average applied and offered loads becomes useful concepts. Formulas
  3196.        for the average loads are defined in S 1.2.19. While these formulas
  3197.        are somewhat simplistic and do not capture the information concern-
  3198.        ing  the variance of the load about the average, they do allow use-
  3199.        ful insight into the operation of the DCME.
  3200.  
  3201.             The load carrying capacity of the DCME  channels  is  also  an
  3202.        important  consideration.  The load carrying capacity is defined as
  3203.        the maximum offered speech plus "overhead" load that the DCME chan-
  3204.        nels  can carry. If the offered load is less than the load carrying
  3205.        capacity of the channels, then all the offered load is  carried  by
  3206.        the  DCME. However, if the offered load exceeds the capacity of the
  3207.        channels, then depending upon the overload strategy  of  the  DCME,
  3208.        (see  S A.5)  some  of the offered load will be lost through sample
  3209.        dropping , or variable bit rate coding will be used to  momentarily
  3210.        increase  the load carrying of the channels so that they can accom-
  3211.        modate the extra load. Thus, overloading is defined to  occur  when
  3212.        the  offered  load  exceeds the carrying capacity of the DCME chan-
  3213.        nels.
  3214.  
  3215.             In a sample dropping system the load capacity is fixed and  is
  3216.        simply  kM , where M is the number of 64 kbit/s equivalent channels
  3217.        provided and k is the LRE factor which accounts for the  difference
  3218.        in  bit rates between the circuits (always 64 kbit/s) and the chan-
  3219.        nels. If 32 kbit/s LRE is used on the channels, for  example,  then
  3220.        k = 2.  If  LRE  is not used then k = 1. If variable bit rate (VBR)
  3221.        coding is used then the load capacity of the DCME is not fixed, and
  3222.        overloading  may  be  avoided  by temporarily creating extra bearer
  3223.        channels. If the coding rate drops from 32 to 16  kbit/s, for exam-
  3224.        ple, then during the period VBR is active k = 4.
  3225.  
  3226.             In these examples the number of channels  available  to  carry
  3227.        speech  is  assumed  to  be constant. However, in DCME that carries
  3228.        voiceband data and other tones on the circuits, DSI cannot be  used
  3229.        on  these signals. The result is that these continuous signals cap-
  3230.        ture channels for full-time use,  reducing  the  pool  of  channels
  3231.        available for carrying speech.
  3232.  
  3233.             By using the average load equations and the  concept  of  load
  3234.        capacity,  we can illustrate in Figure A-1/P.84 the load curves for
  3235.        a sample dropping type C DCME. The slope of the offered load curves
  3236.        depends  upon the speech activity factor. (/(( + |), and the speech
  3237.        detector "stretch" factor, k . Load
  3238.  
  3239.             curves for three different activity factors are shown. If  the
  3240.        number  of circuits in use, N , is less than Nm\di\dn = kM -G  = 43
  3241.        then the DSI will never activate,  even  if  the  momentary  speech
  3242.        activity  factor  goes  to  unity on all active circuits. Since the
  3243.        DCME-carried load cannot exceed kM  = 48, as  the  average  offered
  3244.        load,  Lo, gets closer and closer to the maximum capacity, the fre-
  3245.        quency of  overloading  (sample  dropping)  will  increase  as  the
  3246.        moment-to-moment  fluctuations  in  the  speech activities push the
  3247.        offered load above the limit.
  3248.  
  3249.  
  3250.  
  3251.  
  3252.  
  3253.  
  3254.  
  3255.  
  3256.  
  3257.  
  3258.  
  3259.  
  3260.                                                        Figure A-1/P.84, p.
  3261.  
  3262.  
  3263.             Figure A-2/P.84 illustrates the load curves for a variable bit
  3264.        rate  type  C system which recodes at 16 kbit/s during overload. In
  3265.        this example, when the offered load exceeds  kM   = 48  the  coding
  3266.        rate  is  dropped  from 32 to 16 kbit/s on the bearer channels. The
  3267.        capacity is thus increased to kM  = 96. The extra capacity  absorbs
  3268.        the  momentary  overload  and  prevents sample dropping (freezeout)
  3269.        from occurring. If the offered load exceeds 96 then sample dropping
  3270.        will  have to occur, because further VBR (e.g. down to 8 kbit/s) is
  3271.        not provided for in this example.
  3272.  
  3273.  
  3274.                                                        Figure A-2/P.84, p.
  3275.  
  3276.  
  3277.  
  3278.  
  3279.             Thus, in summary, as long as N  Nm\di\dnthe DCME will not need
  3280.        to use the DSI function, because all circuits will have access to a
  3281.        bearer channel. Overload will not  occur  until  the  offered  load
  3282.        exceeds  the  load  carrying  capacity.  In overload, the DCME will
  3283.        start dropping samples or will queue the samples, in which  case  k
  3284.        will  not  change,  or  the  DCME will decrease the coding rate, in
  3285.        which case k will increase, thus momentarily increasing  the  capa-
  3286.        city of the DCME.
  3287.  
  3288.  
  3289.        A.5         Overload strategies
  3290.  
  3291.  
  3292.             When a number of active circuits connected to the DCME exceeds
  3293.        the  number  of available channels, the DCME will experience momen-
  3294.        tary overloads; an increase in speech bursts will sometimes require
  3295.        more  channels  than are available. When this happens the DCME must
  3296.        invoke its "overload strategy". The strategy is  designed  to  deal
  3297.        with  the  issue of how best to share the channel pool. A number of
  3298.        basic strategies are possible:
  3299.  
  3300.                Type 1 -  Competitive clipping or speech sample dropping  .
  3301.        In  this  strategy,  defined in S  1.2.14, samples are dropped from
  3302.        the front end of the speech burst that unsuccessfully  bids  for  a
  3303.        channel.  Sample dropping continues until a channel is available or
  3304.        the burst ends normally. Perceptually,  the  effects  of  front-end
  3305.        sample  dropping  and  front-end clipping, the latter caused by the
  3306.        speech detector, should be the same, even  though  they  have  dif-
  3307.        ferent  causes.  Theoretically,  however, they are not entirely the
  3308.        same, because front-end clipping is more likely to affect low-level
  3309.        parts  of  the  signal,  whereas  freezeout affects all levels with
  3310.        equal probability.
  3311.  
  3312.                Type 2 - Variable bit rate coding . This strategy,  defined
  3313.        in  S 1.2.15,  employs  embedded  speech coding algorithms or other
  3314.        means to effectively multiply the number of bearer channels  momen-
  3315.        tarily available to the circuits to carry the offered load. Since a
  3316.        lowering of the bit rate will have the  effect  of  increasing  the
  3317.  
  3318.  
  3319.  
  3320.  
  3321.  
  3322.  
  3323.  
  3324.  
  3325.  
  3326.        quantization noise produced by the coders, the perceptual effect of
  3327.        variable rate coding will  be  momentary  increases  in  quantizing
  3328.        noise,   i.e. reductions  in  Q  (for  a  discussion  of  Q  ,  see
  3329.        Recommendation P.81, S 2).
  3330.  
  3331.                 Type 3 - Queueing . This strategy, defined  in  S  1.2.16,
  3332.        employs  buffers  (memories) for the speech burst samples to occupy
  3333.        while waiting for a channel. The perceptual effect of  pure  queue-
  3334.        ing, without buffer overflow, is a time shift of the speech bursts.
  3335.        No samples are lost, and there is no increase in noise. The impair-
  3336.        ment introduced can be called " silence duration modulation ". From
  3337.        the listener's point of view a given speech burst when queued  will
  3338.        begin somewhat later in time relative to its predecessor burst than
  3339.        it would have without queueing. Also the succeeding  burst  may  be
  3340.        perceived  as beginning somewhat sooner. Since the buffers must, of
  3341.        necessity, be finite this strategy cannot be employed alone, but it
  3342.        must  be  coupled with either sample dropping or variable rate cod-
  3343.        ing. Thus, a queueing system can have speech mutilation or recoding
  3344.        noise as well as time shifting.
  3345.  
  3346.                Type 4 - Dynamic load control . An overload  control  stra-
  3347.        tegy, defined in S 1.2.17, in which the DCME signals to the associ-
  3348.        ated switch that the traffic load which the switch  is  generating,
  3349.        or  is  predicted to generate, cannot be transmitted satisfactorily
  3350.        by the DCME, and the switch should reduce its demand on the DCME by
  3351.        a holding signal sent to the circuits when they become idle.
  3352.  
  3353.  
  3354.        A.6         Silence reconstruction methods
  3355.  
  3356.  
  3357.             Since the DCME  does  not  transmit  silences  between  speech
  3358.        bursts  at  the  receiving  end,  the silences must be artificially
  3359.        recreated. Several different methods for doing this  are  possible.
  3360.        The  simplest  is  to  insert a white noise at a fixed level in the
  3361.        receiver during silences. Careful selection of the level is  neces-
  3362.        sary  to  avoid  noise  contrast, that is, an apparent and annoying
  3363.        contrast between the noise in the silences and the background noise
  3364.        during  speech  bursts. Other methods are possible which attempt to
  3365.        adapt the noise level  automatically  to  the  circuit  conditions;
  3366.        these  methods  require  careful filtering and estimation of source
  3367.        noise power.
  3368.  
  3369.  
  3370.        A.7         Circuit versus packet mode
  3371.  
  3372.  
  3373.             Internally the DCME may employ a circuit or a packet mode  for
  3374.        the  transmission  of  speech  bursts.  In the circuit mode, bearer
  3375.        channels are derived  by  providing  suitable  time  slots  on  the
  3376.        transmission  facility interconnecting the DCME terminal equipment.
  3377.        In the packet mode, the speech burst samples are put  into  one  or
  3378.        more packets
  3379.  
  3380.  
  3381.             of fixed or variable length. The packets  are addressed to the
  3382.        destination  circuit and transmitted over the transmission facility
  3383.  
  3384.  
  3385.  
  3386.  
  3387.  
  3388.  
  3389.  
  3390.  
  3391.  
  3392.        one at a time. Thus, in the circuit mode the transmission  facility
  3393.        can  be  thought  of  as  carrying a number of channels multiplexed
  3394.        together, while in the packet mode the facility is thought of as  a
  3395.        single high speed channel which transmits packets one at a time.
  3396.  
  3397.             In the packet mode, performance of the system depends  on  how
  3398.        the packets are serviced. Two servicing methods are:
  3399.  
  3400.                a)         All packets from all circuits enter  a  first-in
  3401.        first-out  (FIFO)  queue and are serviced by the high speed channel
  3402.        one at a time. Each packet is treated  independently.  Each  packet
  3403.        experiences  a variable delay in arriving at the receiving end that
  3404.        is a function of the fill of the FIFO queue. If packets arrive  too
  3405.        late, after a given reconstruction delay, they will be lost or dis-
  3406.        carded by the receiver. This is called packet dropping and   it  is
  3407.        a  function  of  the  system load. Packet dropping can cause speech
  3408.        mutilation at any point in the burst. It gives rise to  "mid-burst"
  3409.        sample  dropping.  Packets can also be dropped in the FIFO queue if
  3410.        it experiences overflow. The fill of the queue is monitored and the
  3411.        overload  strategy  is  invoked when necessary to prevent excessive
  3412.        packet dropping.
  3413.  
  3414.                b)         Once a circuit has seized the high speed channel
  3415.        for  transmission  of  a  packet all the packets on the circuit for
  3416.        that burst are transmitted before the high speed line  is  free  to
  3417.        transmit   another   circuit's   packets.   Thus   the  circuit  is
  3418.        "cut-through"  during  the  burst.  Cut-through  operation   avoids
  3419.        mid-burst speech sample loss. However, since only one
  3420.  
  3421.        circuit at a time can use the high speed  channel,  other  circuits
  3422.        with packets to transmit must await their turn. The packets must be
  3423.        queued while they await the channel. Load-dependent queueing delays
  3424.        must  be  equalized  at  the receiving end. This is usually done by
  3425.        employing some form of time stamp on the  packet.  The  possibility
  3426.        always  exists  that packet queues will overflow before the packets
  3427.        can be transmitted. When this  happens  the  overload  strategy  is
  3428.        invoked to prevent excessive packet dropping.
  3429.  
  3430.             Packet mode introduces more delay than a non-packet mode DCME.
  3431.        The  extra  delay has three components. The first is the packetiza-
  3432.        tion time rate. The second is the reconstruction  delay  loss.  The
  3433.        third is packet queueing delay
  3434.  
  3435.             In summary, use of packet mode rather than  circuit  mode  may
  3436.        introduce these additional performance-affecting aspects:
  3437.  
  3438.                i)         mid-burst sample dropping,
  3439.  
  3440.                ii)          additional delay equal to the sum of the pack-
  3441.        etization and reconstruction delays,
  3442.  
  3443.                iii)         packet queueing delay.
  3444.  
  3445.  
  3446.        A.8         Packet reconstruction
  3447.  
  3448.  
  3449.  
  3450.  
  3451.  
  3452.  
  3453.  
  3454.  
  3455.  
  3456.  
  3457.  
  3458.             In a packet  mode,  system  loss  of  a  packet  presents  the
  3459.        receiver with a dilemma, namely, what to use in place of the speech
  3460.        samples carried in the lost packet. Several  methods  are  employed
  3461.        and  they have different performance consequences. One method is to
  3462.        insert noise samples in place of the lost speech  samples.  Another
  3463.        method  repeats  samples  in  a previous packet to replace the lost
  3464.        samples. Other methods are also employed.
  3465.  
  3466.  
  3467.        A.9         Circuit versus network systems
  3468.  
  3469.  
  3470.             With the above definitions in mind there  appears  to  be  yet
  3471.        another  way  to  classify  DCME.  We  can  talk  about  DCME using
  3472.        non-switched channels and DCME using switched channels.  The  first
  3473.        type,  non-switched  channels,  is called a circuit-based DCME. The
  3474.        second type, using switched channels, is called a  connection-based
  3475.        DCME.
  3476.  
  3477.             A circuit-based system would  be  used  to  provide  circuits,
  3478.        either trunks or loops. All switching is done outside the DCME. The
  3479.        connection-based system incorporates circuit-  or  packet-switching
  3480.        and  thus  is more properly thought of as a network solution rather
  3481.        than a circuit solution.
  3482.  
  3483.             The testing of a connection-based DCME is likely  to  be  more
  3484.        complicated than is the testing of a circuit-based DCME. One reason
  3485.        is that the size of a connection-based system may make it difficult
  3486.        to test in a laboratory. Another reason is that loading such a sys-
  3487.        tem with a controlled load is difficult.
  3488.  
  3489.                                      ANNEX B
  3490.                             (to Recommendation P.84)
  3491.  
  3492.                Speech material used to construct speech sequences
  3493.  
  3494.  
  3495.               (The following narratives are examples used by Bell |
  3496.                             Communications Research)
  3497.  
  3498.                                      ORWELL
  3499.  
  3500.  
  3501.             George Orwell began his classic novel 1984  with,  "It  was  a
  3502.        bright  cold  day in April," but he gave no further hint as to what
  3503.        the weather might be during the fateful year. From  the  succession
  3504.        of  untoward  weather  events  that  marked 1983, many have come to
  3505.        believe that the world's weather  has  undergone  an  unprecedented
  3506.        change  for  the  worse and that we might be headed for a series of
  3507.        natural disasters this year to match the demise of free  democratic
  3508.        thought and speech described in Orwell's book.
  3509.  
  3510.  
  3511.             Since we do not have the ability to  predict  what  individual
  3512.        weather  events  might  occur during 1984, let us turn the calendar
  3513.        back a hundred years and see what happened throughout  the  country
  3514.        in  1884.  The  year  opened  with  the  arrival of arctic air from
  3515.  
  3516.  
  3517.  
  3518.  
  3519.  
  3520.  
  3521.  
  3522.  
  3523.  
  3524.        northern Canada which drove the thermometer down to -40 |  at Rock-
  3525.        ford,  Illinois,  and  to  -25  |   at  Indianapolis, Indiana, both
  3526.        records that still stand. Sub-zero temperatures penetrated into the
  3527.        South, and a hard freeze hit citrus groves in Florida.
  3528.  
  3529.             In early February, heavy rains falling on a  deep  snow  cover
  3530.        caused  the  Ohio River to flood. Crests were of record height from
  3531.        Cincinnati to the river's mouth at Cairo, Illinois.
  3532.  
  3533.             Late February brought an outbreak of tornados in the South and
  3534.        the  Ohio  Valley,  where  some sixty individual funnels descended.
  3535.        More than 420 were killed,  and  more  than  1000 injured.  Nothing
  3536.        approached  this visitation in severity or extent until the tornado
  3537.        outbreak in April in Durango, Colorado, for seventy-six days ending
  3538.        April 16.
  3539.  
  3540.             In  May,  out-of-season  rainstorms  in  the  deserts  of  the
  3541.        Southwest  caused  widespread  floods.  Rail traffic from Salt Lake
  3542.        City to the south was interrupted for  three  weeks,  and  the  Rio
  3543.        Grande  River flooding at El Paso, Texas, caused $1 million in dam-
  3544.        age.
  3545.  
  3546.             Heavy frosts  occurred  in  late  May,  when  the  thermometer
  3547.        dropped  to  22  |   in  Massachusetts, and snow fell in Vermont on
  3548.        Memorial Day.
  3549.  
  3550.             California got more heavy rain in June; Los Angeles  had  1.39
  3551.        inches  and  San Francisco 2.57 inches, both all-time June records.
  3552.        And as a result of rain in Wisconsin the  flooding  Chippewa  River
  3553.        did  more  than $1.5  million in damages and left 2,000 homeless at
  3554.        Eau Claire.
  3555.  
  3556.             The great Oregon snow blockade followed 34 inches of  snowfall
  3557.        at  Portland  in the middle of December. Rail communication was cut
  3558.        off from the east and south for many days, and mail from California
  3559.        had to come by ocean steamer.
  3560.  
  3561.             If you think the weather that made so many headlines  in  1983
  3562.        was  unprecedented,  hark  back  to 1884. We do not know whether El
  3563.        Nino was active then or whether some other atmospheric  or  oceanic
  3564.        force  was the culprit. All we can do now is wait and see what 1984
  3565.        brings.
  3566.                                        FOG
  3567.  
  3568.  
  3569.             One of winter's most spectacular sights  is  a  smokelike  fog
  3570.        that  rises from openings in the arctic ice fields and occasionally
  3571.        appears above the open waters of unfrozen lakes and harbors in  our
  3572.        temperate  zone.   Various  names  for  the  phenomenon  are "frost
  3573.        smoke", "sea smoke", "steam fog",  "warm  water  fog",  and  "water
  3574.        smoke".  The  fog is caused by the passage of a stream of arctic or
  3575.        polar air with a temperature near  zero  Fahrenheit  over  unfrozen
  3576.        water.  Within  the lower forty-eight states, it occurs principally
  3577.        over unfrozen areas of the Great Lakes and over  harbor  waters  of
  3578.        the north Atlantic coast.
  3579.  
  3580.  
  3581.  
  3582.  
  3583.  
  3584.  
  3585.  
  3586.  
  3587.  
  3588.  
  3589.  
  3590.             "Sea smoke" occurs because the vapor pressure at  the  surface
  3591.        of  the  water  is  greater than that in the air above. Water vapor
  3592.        evaporates into the air faster than the air can accommodate it. The
  3593.        excess  moisture  condenses and forms a layer of fog, like steam or
  3594.        smoke rising off the water. Usually a clear  space  exists  between
  3595.        the  water's surface and the bottom of the fog, and its upper limit
  3596.        is generally 10 to 25 feet. If an  atmospheric  inversion  develops
  3597.        near the water's surface, the fog may be confined there and becomes
  3598.        thick, resulting in a hazard to navigation.
  3599.  
  3600.  
  3601.             If the air temperature is severely cold, -20 |  or below,  the
  3602.        rising  moisture  may  form  ice  crystals in the layer of air just
  3603.        above the water. This is called "frost smoke", and it makes a beau-
  3604.        tiful sight, especially when sunlight glitters on the thin ice nee-
  3605.        dles.
  3606.  
  3607.             "Steam fog" can occur over lakes and  streams  in  the  autumn
  3608.        following a clear, still night during which the air has cooled. The
  3609.        differences in vapor pressures cause the warm water to  steam  into
  3610.        the  cold  air,  and whole valleys and basins can be covered with a
  3611.        thin layer of fog while the hillside remains clear.
  3612.                                      ANNEX C
  3613.                             (to Recommendation P.84)
  3614.  
  3615.             Instructions on the use of a limited number of sentences
  3616.  
  3617.  
  3618.          (Contribution by the Swedish Telecommunication Administration)
  3619.  
  3620.  
  3621.             If N sentences per talker are used there will be N (N -1) pos-
  3622.        sible  sentence  combinations  per talker. The first 16 results are
  3623.        tabulated below:
  3624.  
  3625.  
  3626.                 N  2  3  4  5  6  7  8  9 10  11  12  13   14  15  16  17
  3627.  
  3628.                N                          (N                           -1)
  3629.                 2  6 12 20 30 42 56 72 90 110 132 156 182 210 240 272
  3630.  
  3631.             Either of two reasons for wanting to limit the number of  sen-
  3632.        tences can be put forth:
  3633.  
  3634.                -          the wish to save time by not  having  to  author
  3635.        lists  of more than 2x85 sentence combinations per talker. Separate
  3636.        recording of all the combinations is of course still needed  unless
  3637.        sophisticated editing equipment for digital types is at hand, or
  3638.  
  3639.                -         the need to organize the test in a way that  ful-
  3640.        fills the requirements for an analysis of variance.
  3641.  
  3642.             Depending on which of the motives above is invoked,  different
  3643.        methods can be adopted. These are:
  3644.  
  3645.                1)          All possible N (N -1) sentence combinations per
  3646.        talker are recorded.
  3647.  
  3648.  
  3649.  
  3650.  
  3651.  
  3652.  
  3653.  
  3654.  
  3655.  
  3656.                a)          The same N sentences are used for all  4  talk-
  3657.        ers.  The  same  sentence pair should then not be used for the same
  3658.        test conditions from talker to talker, in order to  avoid  possible
  3659.        systematic  interaction  between  test conditions and phonetic con-
  3660.        tent, or
  3661.  
  3662.                b)         Four different sets of N sentences (N 1, N 2,  N
  3663.        3  and  N  4) are authored. Then no precautions corresponding to a)
  3664.        are needed. However, interaction will still be possible and  uncon-
  3665.        trolled.
  3666.  
  3667.                2)         To allow for an analysis of  variance,  subjects
  3668.        must judge the same speech material for all test conditions and all
  3669.        talkers. The number of sentences will then be limited to M x2 where
  3670.        M  is  the number of pairs that will be used in the test. If M  = 1
  3671.        the test may appear too tedious for the subjects and  the  phonetic
  3672.        coverage  may  be insufficient. If an analysis of variance is to be
  3673.        justified, and the test is still to  be  practically  possible,  an
  3674.        expansion  of the number of presentations is therefore recommended.
  3675.        M  = 2 or 3 should be enough. This will lengthen the test time  for
  3676.        each subject, but experience shows that tests of 2.5 hours per sub-
  3677.        ject are quite possible. Adjustments for  such  an  expansion  must
  3678.        then be made when deciding the presentation order.
  3679.                                      ANNEX D
  3680.                             (to Recommendation P.84)
  3681.  
  3682.                             Instructions to subjects
  3683.  
  3684.  
  3685.        D.1         Quality scale - DCME test
  3686.  
  3687.  
  3688.             In this test we are evaluating systems that might be used  for
  3689.        telecommunications service between separate places.
  3690.  
  3691.             You are going to hear a number of samples of speech reproduced
  3692.        in the earpiece of the handset. Each sample will consist of a 30 to
  3693.        35 seconds long sequence of three or more sentences.
  3694.  
  3695.             Please listen to the complete  sequence,  then  indicate  your
  3696.        opinion  of  the  overall  sound quality. If you hear any noises or
  3697.        other interference in the pauses before, between or  following  the
  3698.        sentences  you  should  include  the effect of this interference in
  3699.        your judgement of the overall quality.
  3700.  
  3701.  
  3702.             For indicating your opinion you are requested to use the  fol-
  3703.        lowing 5-point rating scale:
  3704.  
  3705.  
  3706.        Score Quality opinion 5 Excellent 4 Good 3 Fair 2  Poor  1  Bad  or
  3707.        Unsatisfactory
  3708.  
  3709.             After listening to a sample sequence, either (1) please  write
  3710.        down  on  your  response  sheet  a  score,  or (2) please press the
  3711.        appropriate button which on this rating scale represents your opin-
  3712.        ion of the sound quality of the sample just heard.
  3713.  
  3714.  
  3715.  
  3716.  
  3717.  
  3718.  
  3719.  
  3720.  
  3721.  
  3722.             After you have given your opinion there will be a short  pause
  3723.        before the next sample begins.
  3724.  
  3725.             For practice, you will first hear "n "  samples  and  give  an
  3726.        opinion  on  each;  then  there  will  be a break to make sure that
  3727.        everything is clear.
  3728.  
  3729.             From then on you will have a break after every "k  "  samples.
  3730.        There  will  be  a total of "t " samples in the test. The test will
  3731.        last a total of about "time " hours.
  3732.  
  3733.  
  3734.        D.2         Listening effort scale - DCME test
  3735.  
  3736.  
  3737.             In this test we are evaluating systems that might be used  for
  3738.        telecommunications service between separate places.
  3739.  
  3740.             You are going to hear a number of samples of speech reproduced
  3741.        in the earpiece of the handset. Each sample will consist of a 30 to
  3742.        35 seconds long sequence of three or more sentences.
  3743.  
  3744.             Please listen to the complete  sequence,  then  indicate  your
  3745.        opinion  of  the  effort  required to understand the meaning of the
  3746.        sentences.
  3747.  
  3748.             For indicating your opinion you are requested to use the  fol-
  3749.        lowing 5-point rating scale:
  3750.  
  3751.  
  3752.        Score Listening effort opinion 5 Complete relaxation  possible,  no
  3753.        effort  required  4  Attention  necessary,  no  appreciable  effort
  3754.        required 3 Moderate effort required 2 Considerable effort  required
  3755.        1 No meaning understood with any feasible effort
  3756.  
  3757.             After listening to a sample sequence, either (1) please  write
  3758.        down  on  your  response  sheet  a  score,  or (2) please press the
  3759.        appropriate button which on this rating scale represents your opin-
  3760.        ion  of the effort required to understand the meaning of the sample
  3761.        just heard.
  3762.  
  3763.             After you have given your opinion there will be a short  pause
  3764.        before the next sample begins.
  3765.  
  3766.             For practice, you will first hear "n "  samples  and  give  an
  3767.        opinion  on  each;  then  there  will  be a break to make sure that
  3768.        everything is clear.
  3769.  
  3770.             From then on you will have a break after every "k  "  samples.
  3771.        There  will  be  a total of "t " samples in the test. The test will
  3772.        last a total of about "time " hours.
  3773.  
  3774.                                      ANNEX E
  3775.                             (to Recommendation P.84)
  3776.  
  3777.                                Examples of other
  3778.                                subjective scales
  3779.  
  3780.  
  3781.  
  3782.  
  3783.  
  3784.  
  3785.  
  3786.  
  3787.  
  3788.        E.1         Eleven-grade quality scale
  3789.  
  3790.  
  3791.  
  3792.        10  9  8  7  6 Excellent Good The number 10 denotes a  reproduction
  3793.        that  is  perfectly faithful to the ideal. No improvement is possi-
  3794.        ble.
  3795.  
  3796.              5  4  3  2  1  0 Fair Poor Bad The number 0 denotes a  repro-
  3797.        duction  that  has no similarity to the ideal. A worse reproduction
  3798.        cannot be imagined.  (See IEC Report 268-13, Annex A.)
  3799.  
  3800.  
  3801.        E.2         Seven point quality scale
  3802.  
  3803.  
  3804.  
  3805.        Score Quality description 6 Ideal circuit 5 Excellent circuit. Pos-
  3806.        sible  to  relax completely during call, very agreeable 4 Good cir-
  3807.        cuit. Necessary to pay attention, but not necessary to make a  spe-
  3808.        cial effort. Agreeable circuit
  3809.  
  3810.             3 Fair circuit. A moderate,  but  not  too  great,  effort  is
  3811.        necessary.  Not  a very agreeable circuit 2 Poor circuit. Listening
  3812.        is possible, but somewhat difficult.  Listening disagreeable 1  Bad
  3813.        circuit.  Can  be  used only with great difficulty.  Listening very
  3814.        disagreeable 0 Very bad circuit.  Practically  unusable  (See  CCIR
  3815.        Report 751, Volume VIII.3, 1986.)
  3816.  
  3817.  
  3818.  
  3819.        E.3         Five-grade impairment scale
  3820.  
  3821.  
  3822.                5         Imperceptible.
  3823.  
  3824.                4         Perceptible, but not annoying.
  3825.  
  3826.                3         Slightly annoying.
  3827.  
  3828.                2         Annoying.
  3829.  
  3830.                1         Very annoying.
  3831.  
  3832.             (See Supplement No. 14, Annex B.)
  3833.  
  3834.  
  3835.                Reference
  3836.  
  3837.  
  3838.        [1]          LEE and UN:  A  study  of  ON-OFF  characteristics  of
  3839.        conversational  speech,  IEEE  Trans.  Comm.  , Vol. COM-34, No. 6,
  3840.        June 1986.
  3841.  
  3842.  
  3843.        Blanc
  3844.  
  3845.  
  3846.  
  3847.  
  3848.  
  3849.  
  3850.  
  3851.  
  3852.  
  3853.  
  3854.        MONTAGE: PAGE 234 = BLANCHE
  3855.  
  3856.  
  3857.  
  3858.  
  3859.  
  3860.  
  3861.  
  3862.  
  3863.  
  3864.  
  3865.  
  3866.  
  3867.  
  3868.  
  3869.  
  3870.  
  3871.  
  3872.  
  3873.  
  3874.  
  3875.  
  3876.  
  3877.  
  3878.  
  3879.  
  3880.  
  3881.  
  3882.  
  3883.  
  3884.  
  3885.  
  3886.  
  3887.  
  3888.  
  3889.  
  3890.  
  3891.  
  3892.  
  3893.  
  3894.  
  3895.  
  3896.  
  3897.  
  3898.  
  3899.  
  3900.  
  3901.  
  3902.  
  3903.  
  3904.  
  3905.  
  3906.  
  3907.  
  3908.  
  3909.  
  3910.  
  3911.  
  3912.  
  3913.  
  3914.  
  3915.  
  3916.  
  3917.