home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Danny Amor's Online Library / Danny Amor's Online Library - Volume 1.iso / html / rfc / rfcxxx / rfc741 < prev    next >
Text File  |  1995-07-25  |  58KB  |  2,002 lines
  1.  
  2. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  3.  
  4.  
  5.    
  6.    
  7.    
  8.    
  9.    
  10.    
  11.    
  12.    
  13.    
  14.    
  15.                          SPECIFICATIONS FOR THE
  16.                                     
  17.                       NETWORK VOICE PROTOCOL (NVP)
  18.                                     
  19.                                   and
  20.  
  21.          Appendix 1:  The Definition of Tables-Set-#1 (for LPC)
  22.  
  23.               Appendix 2:  Implementation Recommendations
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28.  
  29.  
  30.  
  31.  
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.    NSC NOTE 68
  47.  
  48.    (Revision of NSC Notes 26, 40, and 43)
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.    Danny Cohen, ISI
  54.  
  55.    January 29, 1976
  56. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  57. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  58.  
  59.  
  60.  
  61.                                 CONTENTS
  62.  
  63.    PREFACE                                                           iii
  64.  
  65.    ACKNOWLEDGMENTS                                                    iv
  66.  
  67.    INTRODUCTION                                                        2
  68.  
  69.    THE CONTROL PROTOCOL                                                2
  70.       Summary of the CONTROL Messages                                  3
  71.       Definition of the CONTROL Messages                               4
  72.       Definition of the <WHAT> and <HOW>
  73.          Negotiation Tables                                            8
  74.       On RENEGOTIATION                                                10
  75.       The Header of Data Messages                                     10
  76.  
  77.    THE LPC DATA PROTOCOL                                              13
  78.  
  79.    EXAMPLES FOR THE CONTROL PROTOCOL                                  15
  80.  
  81.    APPENDIX 1:  THE DEFINITION OF TABLES-SET-#1                       18
  82.       General Comments                                                20
  83.       Comments on the PITCH Table                                     20
  84.       Comments on the GAIN Table                                      21
  85.       Comments on the INDEX7 Table                                    21
  86.       Comments on the INDEX6 Table                                    21
  87.       Comments on the INDEX5 Table                                    21
  88.       The PITCH Table                                                 22
  89.       The GAIN Table                                                  24
  90.       The INDEX7 Table                                                25
  91.       The INDEX6 Table                                                26
  92.       The INDEX5 Table                                                27
  93.  
  94.    APPENDIX 2:  IMPLEMENTATION RECOMMENDATIONS                        28
  95.  
  96.    REFERENCES                                                         30
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.  
  111.  
  112.  
  113. Cohen                                                          [Page ii]
  114.  
  115. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  116. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  117.  
  118.  
  119.  
  120.                                 PREFACE
  121.  
  122.    The major objective  of ARPA's  Network  Secure  Communications (NSC)
  123.    project  is to develop  and demonstrate  the feasibility  of  secure,
  124.    high-quality, low-bandwidth, real-time, full-duplex (two-way) digital
  125.    voice communications  over  packet-switched  computer  communications
  126.    networks.   This kind  of  communication  is  a  very  high  priority
  127.    military  goal for all levels  of  command  and  control  activities.
  128.    ARPA's  NSC projrct will supply digitized speech which can be secured
  129.    by existing  encryption  devices.  The major goal of this research is
  130.    to demonstrate  a digital  high-quality,  low-bandwidth, secure voice
  131.    handling  capability  as part of the general military requirement for
  132.    worldwide  secure voice communication.  The development at ISI of the
  133.    Network  Voice Protocol  described herein is an important part of the
  134.    total effort.
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171.  
  172. Cohen                                                         [Page iii]
  173.  
  174. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  175. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  176.  
  177.  
  178.  
  179.                             ACKNOWLEDGMENTS
  180.  
  181.    The Network Voice Protocol (NVP), implemented first in December 1973,
  182.    and has been in use since then for local and transnet real-time voice
  183.    communication over the ARPANET at the following sites:
  184.  
  185.       o    Information  Sciences  Institute,  for LPC and CVSD,  with  a
  186.            PDP-11/45 and an SPS-41.
  187.  
  188.       o    Lincoln  Laboratory,  for LPC and CVSD,  with a TX2  and  the
  189.            Lincoln FDP, and with a PDP-11/45 and the LDVT.
  190.  
  191.       o    Culler-Harrison,  Inc.,  for LPC,  with  the  Culler-Harrison
  192.            MP32A and AP-90.
  193.  
  194.       o    Stanford Research Institute, for LPC, with a PDP-11/40 and an
  195.            SPS-41.
  196.  
  197.    The NVP's success  in bridging  the  differences  between  the  above
  198.    systems  is due mainly  to the cooperation  of  many  people  in  the
  199.    ARPA-NSC  community,  including Jim Forgie (Lincoln Laboratory), Mike
  200.    McCammon  (Culler-Harrison),  Steve Casner  (ISI)  and Paul  Raveling
  201.    (ISI),  who participated  heavily  in the definition  of the  control
  202.    protocol;   and   John   Markel   (Speech   Communications   Research
  203.    Laboratory),  John Makhoul  (Bolt Beranek  & Newman,  Inc.) and Randy
  204.    Cole (ISI),  who participated in the definition of the data protocol.
  205.    Many other people  have contributed  to the NVP-based effort, in both
  206.    software and hardware support.
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231. Cohen                                                          [Page iv]
  232.  
  233. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  234. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  235.  
  236.  
  237.  
  238.                             1.  INTRODUCTION
  239.  
  240.    Currently,  computer  communication  networks  are designed  for data
  241.    transfer.   Since there  is  a  growing  need  for  communication  of
  242.    real-time interactive voice over computer networks, new communication
  243.    discipline  must be developed.   The current HOST-to-HOST protocol of
  244.    the ARPANET,  which was designed  (and optimized)  for data transfer,
  245.    was found  unsuitable  for  real-time  network  voice  communication.
  246.    Therefore   this  Network  Voice  Protocol  (NVP)  was  designed  and
  247.    implemented.
  248.  
  249.    Important design objectives of the NVP are:
  250.  
  251.       - Recovery  of loss of any message  without  catastrophic effects.
  252.         Therefore  all answers have to be unambiguous, in the sense that
  253.         it must be clear to which inquiry a reply refers.
  254.  
  255.       - Design  such that no system  can tie up the resources of another
  256.         system unnecessarily.
  257.  
  258.       - Avoidance of end-to-end retransmission.
  259.  
  260.       - Separation of control signals from data traffic.
  261.  
  262.       - Separation of vocoding-dependent parts from vocoding-independent
  263.         parts.
  264.  
  265.       - Adaptation to the dynamic network performance.
  266.  
  267.       - Optimal  performance,  i.e.  guaranteed  required bandwidth, and
  268.         minimized maximum delay.
  269.  
  270.       - Independence from lower level protocols.
  271.  
  272.    The protocol consists of two parts:
  273.  
  274.       (1) The control protocol,
  275.  
  276.       (2) The data protocol.
  277.  
  278.    Control messages are sent as controlled (TYPE 0/0) messages, and data
  279.    messages  may be sent as either controlled (TYPE 0/0) or uncontrolled
  280.    (TYPE  0/3)   messages   (see  BBN  Report  1822  for  definition  of
  281.    MESSAGE-TYPE).
  282.  
  283.    Throughout this document a "word" means a "16-bit quantity".
  284.  
  285.  
  286.  
  287.  
  288.  
  289.  
  290. Cohen                                                           [Page 1]
  291.  
  292. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  293. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  294.  
  295.  
  296.  
  297.                         2.  THE CONTROL PROTOCOL
  298.  
  299.    Throughout  this document the 12-bit MESSAGE-ID (see BBN Report 1822)
  300.    is referred to as LINK (its 8 MSBs) and SUB-LINK (its 4 LSBs).
  301.  
  302.    The control  protocol starts with an initial connection phase on link
  303.    377 and continues on other links assigned at run time.
  304.  
  305.    Four links are used for each voice communication:
  306.  
  307.       Link L    will be used for control, from CALLER to ANSWERER.
  308.       Link K    will be used for control, from ANSWERER to CALLER.
  309.       Link L+1  will be used for data,    from CALLER to ANSWERER.
  310.       Link K+1  will be used for data,    from ANSWERER to CALLER.
  311.  
  312.    Both  L and K should be between 340 and 375 (octal). L and K need not
  313.    differ.
  314.  
  315.    The first message  (CALLER  to ANSWERER)  on link 377 indicates which
  316.    user wants to talk to whom and specifies K. As a response (on K), the
  317.    ANSWERER either refuses the call or accepts it and assigns L.
  318.  
  319.    The CALLER  then calls  again  (this  time on link L).  The  ANSWERER
  320.    initiates  a negotiation  session  to verify the compatibility of the
  321.    two parties.
  322.  
  323.    The negotiation  consists  of suggestions  put forth by  one  of  the
  324.    parties,  which are either  accepted  or rejected by the other party.
  325.    The suggesting  party in the negotiation  is called  the  NEGOTIATION
  326.    MASTER.  The other party is called the NEGOTIATION SLAVE. Usually the
  327.    ANSWERER  is the negotiation  master,  unless agreed otherwise by the
  328.    method described later.
  329.  
  330.    If the negotiation  fails,  either  party may terminate  the call  by
  331.    sending  a "GOODBYE".  If the negotiation  is successfully ended, the
  332.    ANSWERER  rings bells to draw human attention  and sends "RINGING" to
  333.    the CALLER. When the call is answered (by a human), a "READY" is sent
  334.    to the CALLER  and the data starts flowing (on L+1 and K+1). However,
  335.    a "READY" can be sent without a preceeding "RINGING".
  336.  
  337.    This bell ringing  occurs  only after the  initial  call  (not  after
  338.    renegotiation).
  339.  
  340.    The assignment  of L and  K  cannot  be  changed  after  the  initial
  341.    connection phase.
  342.  
  343.    Only one control message can be sent in a network-message. Extra bits
  344.    needed to fill the network-message are ignored.
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349. Cohen                                                           [Page 2]
  350.  
  351. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  352. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  353.  
  354.  
  355.  
  356.    The length  of control  messages  should never exceed a single-packet
  357.    (i.e., 1,007 data bits).
  358.  
  359.    Control  messages  not recognized by their receiver should be ignored
  360.    and should  not cause any error condition  resuting in termination of
  361.    the  connection.  These  messages  may  result  from  differences  in
  362.    implementation level between systems.
  363.  
  364.    SUMMARY OF THE CONTROL MESSAGES
  365.  
  366.       #1   "1,<WHO>,<WHOM>,K"
  367.  
  368.       #2   "2,<CODE>" or only "2"
  369.  
  370.       #3   "3,<WHAT>,<N>,<HOW(1),...HOW(N)>"
  371.  
  372.       #4   "4,<WHAT>,<HOW>"
  373.  
  374.       #5   "5,<WHAT>,<HOW>" or only "5,<WHAT>"
  375.  
  376.       #6   "6,L" or only "6"
  377.  
  378.       #7   "7"
  379.  
  380.       #8   "8"
  381.  
  382.       #9   "9"
  383.  
  384.       #10  "10,<ID>"
  385.  
  386.       #11  "11,<ID>"
  387.  
  388.       #12  "12,<IM>"
  389.  
  390.       #13  "13,<YM>,<OK>"
  391.  
  392.  
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400.  
  401.  
  402.  
  403.  
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408. Cohen                                                           [Page 3]
  409.  
  410. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  411. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  412.  
  413.  
  414.  
  415.    DEFINITION OF THE CONTROL MESSAGES
  416.  
  417.       #1  CALLING (on 377 and L)
  418.  
  419.          This  call is issued first on link 377 and later on link L. Its
  420.          format  is "1,<WHO>,<WHOM>,K", where <WHO> and <WHOM> are words
  421.          which identify  respectively  the calling  party and the  party
  422.          that is being  called, and K is as defined above. The format of
  423.          the <WHO> and <WHOM> is:
  424.  
  425.             (HHIIIIIIXXXXXXXX)
  426.  
  427.          where  HH are 2 bits identifying  the HOST,  followed by 6 bits
  428.          identifying  the  IMP,  followed  by  8  bits  identifying  the
  429.          extension   (needed   because   there  may  be  more  than  one
  430.          communication unit on the same HOST).
  431.  
  432.          The system  which sends this message  is defined as the CALLER,
  433.          and the other system is defined as the ANSWERER.
  434.  
  435.       #2  GOODBYE (TERMINATION, on L or K)
  436.  
  437.          This message has the purpose of terminating calls at any stage.
  438.  
  439.          ICP can be terminated  (on  K)  either  negatively  by  sending
  440.          either   a  single  word  "2"  ("GOODBYE")  or  the  two  words
  441.          "2,<CODE>",  or positively  by sending  the two words "6,L", as
  442.          described later.
  443.  
  444.          After the initial  connection phase, calls can be terminated by
  445.          either  the  CALLER  (on  L)  or  the  ANSWERER  (on  K).  This
  446.          termination  has two words:  "2,<CODE>",  where <CODE>  is  the
  447.          reason for the termination, as specified here:
  448.  
  449.             0.  Other than the following.
  450.  
  451.             1.  I am busy.
  452.  
  453.             2.  I am not authorized to talk with you.
  454.  
  455.             3.  Request of my user.
  456.  
  457.             4.  We believe you are down.
  458.  
  459.             5.  Systems incompatibility (NEGOTIATION failure).
  460.  
  461.             6.  We have problems.
  462.  
  463.             7.  I am in a conference now.
  464.  
  465.  
  466.  
  467. Cohen                                                           [Page 4]
  468.  
  469. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  470. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  471.  
  472.  
  473.  
  474.             8.  You made a protocol error.
  475.  
  476.       #3  NEGOTIATION INQUIRY (on L or K)
  477.  
  478.          Sent by the NEGOTIATION  MASTER for compatibility verification.
  479.          The format is:
  480.  
  481.          "3,<WHAT>,<LIST-LENGTH>,<HOW-LIST>", meaning
  482.  
  483.          "CAN-YOU-DO,<WHAT>,<LIST-LENGTH>,<HOW-LIST>".
  484.  
  485.          The <HOW-LIST>  is a list of pointers  into agreed-upon tables,
  486.          as shown below.
  487.  
  488.       #4  POSITIVE NEGOTIATION RESPONSE (on L or K)
  489.  
  490.          Sent by the NEGOTIATION  SLAVE in  response  to  a  NEGOTIATION
  491.          INQUIRY. The format is:
  492.  
  493.          "4,<WHAT>,<HOW>", meaning: "I-CAN-DO,<WHAT>,<HOW>".
  494.  
  495.       #5  NEGATIVE NEGOTIATION RESPONSE (on L or K)
  496.  
  497.          Sent by the NEGOTIATION  SLAVE in  response  to  a  NEGOTIATION
  498.          INQUIRY. The format is either:
  499.  
  500.          "5,<WHAT>,0", meaning "I-CAN'T-DO-<WHAT>-IN-ANY-OF-THESE-WAYS",
  501.  
  502.          or:  "5,<WHAT>,N",  meaning  inability  to accept  any  of  the
  503.          options  offered  in the INQUIRY, but using "N" as a suggestion
  504.          to  the  ANSWERER   about  another  possibility.  Examples  are
  505.          presented later in this report.
  506.  
  507.       #6  READY (on L or K)
  508.  
  509.          Sent by either  party to indicate readiness to accept data. Its
  510.          format  is "6,L"  in the reply  to the initial  call,  and  "6"
  511.          thereafter.
  512.  
  513.       #7  NOT READY (on L or K)
  514.  
  515.          Sent by either party to indicate unreadiness to accept data. It
  516.          is always a single word: "7".
  517.  
  518.       #8  INQUIRY (on L or K)
  519.  
  520.          Sent by either  party to inquire about the status of the other.
  521.          It is always  a single  word: "8". It is answered by #6, #7, or
  522.          #9.
  523.  
  524.  
  525.  
  526. Cohen                                                           [Page 5]
  527.  
  528. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  529. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  530.  
  531.  
  532.  
  533.       #9  RINGING (on K)
  534.  
  535.          Sent  by  the  ANSWERER   after  the  negotiations   have  been
  536.          successfully  terminated  and human  permission  is  needed  to
  537.          proceed  further. The ringing will continue for 10 seconds, and
  538.          then stop,  UNLESS  a #8 is received.  This message is always a
  539.          single word: "9".
  540.  
  541.       #10  ECHO REQUEST (on L or K)
  542.  
  543.          Sent by whichever  party is interested in measuring the network
  544.          delays.  Its only purpose  is to  be  echoed  immediately.  The
  545.          format  is "10,<ID>",  where <ID> is any word used to  identify
  546.          the ECHO.
  547.  
  548.       #11  ECHO (on L or K)
  549.  
  550.          Sent in response  to ECHO REQUEST.  The  format  is  "11,<ID>",
  551.          where <ID> is the word specified  by #10. The implementation of
  552.          this feature  is not compulsory,  and no connection  should  be
  553.          terminated due to lack of response to ECHO-REQUEST.
  554.  
  555.       #12  RENEGOTIATION REQUEST (on L or K)
  556.  
  557.          Can be sent by either party at ANY stage after LINKS are agreed
  558.          upon.  This message consists of the two words "12,<IM>". If the
  559.          word <IM> (for I  MASTER)  is  non-zero,  the  sender  of  this
  560.          message  requests  to be the NEGOTIATION MASTER. If it is zero,
  561.          the receiver of this message is requested to be the NEGOTIATION
  562.          MASTER. Renegotiation is described later.
  563.  
  564.       #13  RENEGOTIATION APPROVAL (on L or K)
  565.  
  566.          This message  may be  sent  by  either  party  in  response  to
  567.          RENEGOTIATION   REQUEST.   It  consists   of  the  three  words
  568.          "13,<YM>,<OK>".  If  <OK>  is  non-zero,  this  is  a  positive
  569.          acknowledgment  (approval).  If it is zero,  this is a negative
  570.          acknowledgment  (i.e., refusal). <YM> is set to be equal to the
  571.          <IM> of #12, for identification purposes.
  572.  
  573.       Messages #7, #8, and #9 are always a single word. Messages #1, #3,
  574.       #4, and #5 are several words long. Messages #2 and #6 are either a
  575.       single word or two words long. #10, #11 and #12 are always 2 words
  576.       long.  Message  #13 is always 3 words long. Message #1 is always 4
  577.       words long.
  578.  
  579.       Message  #1 is sent only by the CALLER, #3 only by the NEGOTIATION
  580.       MASTER, and #4 and #5 only by the NEGOTIATION SLAVE. Message #9 is
  581.  
  582.  
  583.  
  584.  
  585. Cohen                                                           [Page 6]
  586.  
  587. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  588. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  589.  
  590.  
  591.  
  592.       sent only by the ANSWERER.  All the other  control messages may be
  593.       sent by either party.
  594.  
  595.       The last <HOW> which was both suggested  by the NEGOTIATION MASTER
  596.       (in #3)  and accepted  by the NEGOTIATION  SLAVE  (in #4) for each
  597.       <WHAT> is assumed to be in use.
  598.  
  599.  
  600.  
  601.  
  602.  
  603.  
  604.  
  605.  
  606.  
  607.  
  608.  
  609.  
  610.  
  611.  
  612.  
  613.  
  614.  
  615.  
  616.  
  617.  
  618.  
  619.  
  620.  
  621.  
  622.  
  623.  
  624.  
  625.  
  626.  
  627.  
  628.  
  629.  
  630.  
  631.  
  632.  
  633.  
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638.  
  639.  
  640.  
  641.  
  642.  
  643.  
  644. Cohen                                                           [Page 7]
  645.  
  646. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  647. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  648.  
  649.  
  650.  
  651.    DEFINITION OF THE <WHAT> AND <HOW> NEGOTIATION TABLES:
  652.  
  653.       <WHAT>                          <HOW>
  654.  
  655.       1. VOCODING                   * 1. LPC
  656.                                     + 2. CVSD
  657.                                       3. RELP
  658.                                       4. DELCO
  659.  
  660.       2. SAMPLE PERIOD
  661.  
  662.          (in microseconds)            N. N (*150) (+62)
  663.  
  664.       3. VERSION
  665.  
  666.                                     * 1. V1 (see definition below)
  667.                                     + 2. V2 (see definition below)
  668.  
  669.       4. MAX MSG LENGTH (in bits)
  670.  
  671.          NVP header included          N. N (*976 and +976)
  672.          (32 bits) but not HOST/IMP
  673.          leader and not HOST/IMP padding
  674.  
  675.       5. If LPC:
  676.  
  677.          Degree                       N. For N coefficients (*10)
  678.  
  679.          If CVSD:
  680.  
  681.          Time Constant
  682.          (in milliseconds)            N. N (+50)
  683.  
  684.       6. Samples per Parcel           N. N (*128) (+224)
  685.  
  686.       7. If LPC:
  687.  
  688.          Acoustic Coding            * 1. SIMPLE (see below)
  689.                                       2. OPTIMIZED
  690.  
  691.       8. If LPC:
  692.  
  693.          Info Coding                * 1. SIMPLE (see below)
  694.                                       2. OPTIMIZED
  695.  
  696.  
  697.  
  698.  
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703. Cohen                                                           [Page 8]
  704.  
  705. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  706. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  707.  
  708.  
  709.  
  710.       9. If LPC:
  711.  
  712.          Pre-emphasis                 N. N (*58, for
  713.          1 - mu x [Z**-1]               mu = 58/64 = 0.90625)
  714.          N = 64 x mu
  715.  
  716.       10. If LPC:
  717.  
  718.          Table-set                    N. N (*1)
  719.                                          See definition of Set #1
  720.                                          in Appendix 1
  721.  
  722.       (* indicates recommended options for LPC)
  723.       (+ indicates recommended options for CVSD)
  724.  
  725.       No parameter  (<WHAT>) should be inquired about by the NEGOTIATION
  726.       MASTER  if some option (<HOW>) for it has been previously accepted
  727.       by the NEGOTIATION  SLAVE implicitly in the "VERSION". The purpose
  728.       of this restriction  is  to  avoid  a  possible  conflict  between
  729.       individual parameters and the VERSION-option.
  730.  
  731.          Version 1 (V1) is defined as:
  732.  
  733.             1-1    LPC
  734.             2-150  150 microseconds sampling
  735.             3-1    V1
  736.             5-10   10 coefficients
  737.             6-128  128 samples per parcel
  738.             7-1    SIMPLE acoustic coding
  739.             8-1    SIMPLE information coding
  740.             9-58   mu = 58/64 = 0.90625
  741.             10-1   Tables set #1
  742.  
  743.          Version 2 (V2) is defined as:
  744.  
  745.             1-2    CVSD
  746.             2-62   62 microseconds sampling (16 KHz sampling)
  747.             3-2    V2
  748.             5-50   50 msec time constant
  749.             6-192  192 samples per parcel
  750.  
  751.          Note that this defines  every negotiated  parameter, except MAX
  752.          MSG LENGTH.
  753.  
  754.          SIMPLE and OPTIMIZED codings will be described below in Section
  755.          3.
  756.  
  757.          All the negotiation  is managed  by the NEGOTIATION MASTER, who
  758.          decides  how much negotiation is needed, and what to do in case
  759.  
  760.  
  761.  
  762. Cohen                                                           [Page 9]
  763.  
  764. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  765. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  766.  
  767.  
  768.  
  769.          some discrepancy (incompatibility) is discovered: either to try
  770.          alternative options or to abort the connection. Upon completion
  771.          of successful  negotiation, the NEGOTIATION MASTER sends either
  772.          #9 (RINGING)  only  if it is the ANSWERER  and if  this  is  an
  773.          initial  connection,  else it sends  #6  (READY-FOR-DATA),  and
  774.          probably  inquires  with #8 about the readiness  of  the  other
  775.          party.  The inquiries  (#8) before the successful completion of
  776.          the negotiation are ignored. However, these inquiries after the
  777.          first RINGING  (#9)  and before the first READY (#6) are needed
  778.          to keep the ANSWERER ringing.
  779.  
  780.          Note that the negotiation process can be shortened by using the
  781.          VERSION option, as shown in the examples that follow.
  782.  
  783.    ON RENEGOTIATION
  784.  
  785.       At any stage after links  are  agreed  upon,  either  party  might
  786.       request  a RENEGOTIATION.  If the request is approved by the other
  787.       party, either party might become the NEGOTIATION MASTER, depending
  788.       on the type of renegotiation  request.  When renegotiation starts,
  789.       no previously  negotiated  agreements  (except LINK numbers) hold,
  790.       and all items have to be  renegotiated  from  scratch.  Note  that
  791.       renegotiation  may entirely  replace  the  negotiation  phase  and
  792.       allows the CALLER to be the NEGOTIATION MASTER.
  793.  
  794.       Upon issuance  (or reception)  of RENEGOTIATION  REQUEST, all data
  795.       messages   are  ignored  until  the  positive  indication  of  the
  796.       successful completion of the renegotiation (#6).
  797.  
  798.       After the completion  of renegotiation,  the frame-count  (see the
  799.       section on MESSAGE-HEADER) may be reset to zero.
  800.  
  801.    THE HEADER OF DATA MESSAGES
  802.  
  803.       Data messages  are the messages  which contain vocoded speech. The
  804.       first 32 bits of each data message  is the  MESSAGE-HEADER,  which
  805.       carries sequence and timing information as described below.
  806.  
  807.       For each vocoding  scheme a "FRAME" is defined as the transmission
  808.       interval  (as agreed  upon at the negotiation  stage in <WHAT#6>).
  809.       Since this interval  is defined  by the  number  of  samples,  its
  810.       duration  can be found by multiplying the sampling period <WHAT#2>
  811.       by the interval  length  (in samples) <WHAT#6>. For example, in V1
  812.       the sampling  period  is 150  microseconds  and  the  transmission
  813.       interval is 128 samples, which yields:
  814.  
  815.          128*150 microseconds = 19.2 milliseconds.
  816.  
  817.       The data describing  a FRAME is called a PARCEL. Each parcel has a
  818.  
  819.  
  820.  
  821. Cohen                                                          [Page 10]
  822.  
  823. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  824. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  825.  
  826.  
  827.  
  828.       serial  number.  The first parcel  created after the completion of
  829.       the negotiation  (or every RENEGOTIATION)  has the  serial  number
  830.       zero. Each message contains an integral number of parcels.
  831.  
  832.       The serial number of the first parcel in the message is put in the
  833.       first   16  bits  of  the  message  and  is  referred  to  as  the
  834.       MESSAGE-TIME-STAMP. Note that this time stamp is synchronized with
  835.       the data stream.  Note also that these  16 bits are  actually  the
  836.       third  word  of  the  message,  following  the  2  words  used  as
  837.       IMP-to-HOST leader (see BBN Report 1822).
  838.  
  839.       The next bit in the header is the WE-SKIPPED-PARCELS bit, which is
  840.       described  later.  The next 7 bits tell how many parcels there are
  841.       in  the  message;   this  number  is  called  the  COUNT,  or  the
  842.       PARCEL-COUNT.
  843.  
  844.       Note that if message  number  N has the time stamp  T(N)  and  the
  845.       count  C(N),  then  T(N+1)  must  be  greater  than  or  equal  to
  846.       T(N)+C(N). Usually T(N+1) = T(N)+C(N), unless the XMTR decided not
  847.       to send some parcels  due to silence.  If this  happens  then  the
  848.       WE-SKIPPED-PARCELS  bit is set to ONE,  else it is  set  to  ZERO.
  849.       Hence, if T(N+1) is found by the RCVR to be greater than T(N)+C(N)
  850.       and the WE-SKIPPED-PARCELS is zero, some message must be lost.
  851.  
  852.       Note that by definition  the time stamps on messages monotonically
  853.       increase, except for wrap-around.
  854.  
  855.       The message  header  structure  is illustrated  by  the  following
  856.       diagram:
  857.  
  858.        WORD 1           WORD 2           WORD 3          WORD 4
  859. !................!................!................!................!...
  860. !P000TTTTHHIIIIII!LLLLLLLLZZZZZZZZ!TTTTTTTTTTTTTTTT!WCCCCCCCSSSSSSSS!DDD
  861. !................!................!................!^...............!...
  862. !<--HOST/IMP-OR-IMP/HOST-LEADER-->!<--TIME-STAMP-->!^<COUNT><-SAVE->!<-D
  863.                                                     ^
  864.                                            WE-SKIPPED-PARCELS
  865.  
  866.          P = PRIORITY (one bit = 1)
  867.          T = MESSAGE TYPE (4 bits = 0011)
  868.          L = link ("L" OR "K", 8 bits, greater than 337 octal)
  869.          D = data bits (from here to the end of the message)
  870.  
  871.          ZZZZZZZZ = 8 ZERO bits
  872.          HHIIIIII = HOST (8 bits, destination or source)
  873.          CCCCCCC = parcel COUNT (7 bits)
  874.          SSSSSSSS = 8 bits saved for future applications
  875.          TTTTTTTTTTTTTTTT = TIME STAMP (16 bits)
  876.  
  877.  
  878.  
  879.  
  880. Cohen                                                          [Page 11]
  881.  
  882. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  883. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  884.  
  885.  
  886.  
  887.          The first parcel  sent by either party after the NEGOTIATION or
  888.          RENEGOTIATION should have the serial number set to zero.
  889.  
  890.          During  silence  periods,  the XMTR might  send a  "6"  or  "7"
  891.          message  periodically.  If it does not do so,  the  RCVR  might
  892.          interrogate  the livelihood of the XMTR by sending periodically
  893.          "8" ("ARE-YOU-THERE?") or #10 (ECHO-REQUEST) messages.
  894.  
  895.  
  896.  
  897.  
  898.  
  899.  
  900.  
  901.  
  902.  
  903.  
  904.  
  905.  
  906.  
  907.  
  908.  
  909.  
  910.  
  911.  
  912.  
  913.  
  914.  
  915.  
  916.  
  917.  
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939. Cohen                                                          [Page 12]
  940.  
  941. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  942. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  943.  
  944.  
  945.  
  946.                        3.  THE LPC DATA PROTOCOL
  947.  
  948.    The DATA sent at each transmission interval is called a PARCEL.
  949.  
  950.    Network messages always contain an integral number of PARCELs.
  951.  
  952.    There are two independent  issues  in the coding.  One is, obviously,
  953.    the acoustic  coding,  i.e., which parameters have to be transmitted.
  954.    SIMPLE  acoustic  coding  is sending  all  the  parameters  at  every
  955.    transmission interval. OPTIMIZED acoustic coding sends only as little
  956.    as acoustically  needed.  DELCO is an example  of OPTIMIZED  acoustic
  957.    coding.
  958.  
  959.    In this document  only the format  of the SIMPLE  acoustic  coding is
  960.    defined.
  961.  
  962.    All the transmitted  parameters are sent as pointers into agreed-upon
  963.    tables.  These tables  are  defined  as  two  lists  of  values.  The
  964.    transmitter table {X(J)} is used in the following way: The value V is
  965.    coded  as the code  J if X(J-1) < V =< X(J). The receiver table {R(J)
  966.    is used to retrieve  the value R(J) if the code J was received. X(-1)
  967.    is implicitly  defined  as minus-infinity,  and X(Jmax) is explicitly
  968.    defined as plus-infinity.
  969.  
  970.    For each parameter, {X(J)} and {R(J)} may be defined independently.
  971.  
  972.    The second  coding  issue is the information  coding  technique.  The
  973.    SIMPLE  (information-wise)  way of sending  the information is to use
  974.    binary   coding  for  the  codes  representing  the  parameters.  The
  975.    OPTIMIZED  way is to compute  distributions for each parameter and to
  976.    define the appropriate coding. It is very probable that the PITCH and
  977.    GAIN will be decoded  absolutely in the first PARCEL of each message,
  978.    and incrementally thereafter.
  979.  
  980.    At present, only the SIMPLE (information-wise) coding is used.
  981.  
  982.    The details  of the LPC data protocol  and its Tables-Set-#1  can  be
  983.    found in Appendix 1.
  984.  
  985.  
  986.  
  987.  
  988.  
  989.  
  990.  
  991.  
  992.  
  993.  
  994.  
  995.  
  996.  
  997.  
  998. Cohen                                                          [Page 13]
  999.  
  1000. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1001. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1002.  
  1003.  
  1004.  
  1005.    Following  is the definition  for the  format  of  the  SIMPLE-SIMPLE
  1006.    coding, according to Tables-Set-#1:
  1007.  
  1008.    For each parcel:
  1009.  
  1010.       PITCH              6 bits  (PITCH=0 for UNVOICED)
  1011.  
  1012.       GAIN               5 bits
  1013.  
  1014.       I(1)               7 bits
  1015.  
  1016.       I(2)               7 bits
  1017.  
  1018.       I(3)               6 bits
  1019.  
  1020.       I(4)               6 bits
  1021.  
  1022.       I(5)               5 bits
  1023.  
  1024.       I(6)               5 bits
  1025.  
  1026.       I(7)               5 bits
  1027.  
  1028.       I(8)               5 bits
  1029.  
  1030.       I(9)               5 bits
  1031.  
  1032.       I(10)              5 bits
  1033.  
  1034.    where  each of the I(j)  is an index  for  inverse  sine  coding.  If
  1035.    K(j)=arcsin(Theta(j))  and N bits are assigned  for its transmission,
  1036.    then I(j)=(Theta(j)/Pi)*2**N.
  1037.  
  1038.    Hence  at  each  transmission   interval   (128  samples   times  150
  1039.    microseconds)  67 bits are sent, which results in a data rate of 3490
  1040.    bps.  Since this bandwidth  is well within  the capabilities  of  the
  1041.    network,  SIMPLE-SIMPLE  coding  is used,  which requires  the  least
  1042.    computation  by the hosts.  Note that this data rate is a peak  rate,
  1043.    without the use of silence.
  1044.  
  1045.  
  1046.  
  1047.  
  1048.  
  1049.  
  1050.  
  1051.  
  1052.  
  1053.  
  1054.  
  1055.  
  1056.  
  1057. Cohen                                                          [Page 14]
  1058.  
  1059. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1060. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1061.  
  1062.  
  1063.  
  1064.                  4.  EXAMPLES FOR THE CONTROL PROTOCOL
  1065.  
  1066.    Here is an example for a connection:
  1067.  
  1068.       (377)  C: 1,<WHO>,<WHOM>,340    Please talk to me on 340/341.
  1069.  
  1070.       (340)  A: 2,1                   I refuse, since I'm busy.
  1071.  
  1072.    Another example:
  1073.  
  1074.       (377)  C: 1,<WHO>,<WHOM>,360    Please talk to me on 360/361.
  1075.  
  1076.       (360)  A: 6,350                 OK.  You talk to me on 350/351.
  1077.  
  1078.       (350)  C: 1,<WHO>,<WHOM>        I want to talk to you.
  1079.  
  1080.       (360)  A: 3,1,1,2               Can you do CVSD?  (ANSWERER tries
  1081.                                       to be the NEGOTIATION MASTER)
  1082.  
  1083.       (350)  C: 12,1                  I want to be it.
  1084.  
  1085.       (360)  A: 13,1                  That's OK with me.
  1086.  
  1087.       (350)  C: 3,1,1,2               Can you do CVSD?
  1088.  
  1089.       (360)  A: 5,1,1                 No, but I can do LPC.
  1090.  
  1091.       (350)  C: 3,1,1,3               Can you do RELP?
  1092.  
  1093.       (360)  A: 5,1,1                 No, but I can do LPC.
  1094.  
  1095.       (350)  C: 3,1,1,1               How about LPC?
  1096.  
  1097.       (360)  A: 4,1,1                 LPC is fine with me.
  1098.  
  1099.       (350)  C: 3,2,1,150             Can you use 150 microseconds
  1100.                                       sampling?
  1101.  
  1102.       (360)  A: 4,2,150               I can use 150 microseconds.
  1103.  
  1104.       (350)  C: 3,4,3,976,1040,2016   Can you use 976, 1040, or 2016
  1105.                                       bits/msg?
  1106.  
  1107.       (360)  A: 4,4,976               I can use 976.
  1108.  
  1109.       (350)  C: 3,5,1,10              Can you send 10 coefficients?
  1110.  
  1111.       (360)  A: 4,5,10                I can send 10.
  1112.  
  1113.  
  1114.  
  1115.  
  1116. Cohen                                                          [Page 15]
  1117.  
  1118. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1119. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1120.  
  1121.  
  1122.  
  1123.       (350)  C: 3,6,1,64              Can you use a 64 sample
  1124.                                       transmission?
  1125.  
  1126.       (360)  A: 4,6,64                I can use 64.
  1127.  
  1128.       (350)  C: 3,7,2,1,2             SIMPLE or OPTIMIZED acoustic
  1129.                                       coding?
  1130.  
  1131.       (360)  A: 4,7,2                 OPTIMIZED!
  1132.  
  1133.       (350)  C: 3,8,1,1               Can you do SIMPLE info coding?
  1134.  
  1135.       (360)  A: 4,8,1                 I can do SIMPLE.
  1136.  
  1137.       (350)  C: 3,9,1,58              mu = 0.90625?
  1138.  
  1139.       (360)  A: 4,9,58                Fine with me.
  1140.  
  1141.       (350)  C: 3,10,1                Table set #1?
  1142.  
  1143.       (360)  A: 4,10,1                Of course!
  1144.  
  1145.       (350)  C: 6                     I am ready.  (Note:  No "RINGING"
  1146.                                       sent)
  1147.  
  1148.       (350)  C: 8                     And you?
  1149.  
  1150.       (360)  A: 6                     I am ready, too.
  1151.  
  1152.          .......                      Data is exchanged now,
  1153.  
  1154.          .......                      on 351 and 361.
  1155.  
  1156.       (350)  C: 10,1234               Echo it, please.
  1157.  
  1158.       (360)  A: 11,1234               Here it comes!
  1159.  
  1160.          .......
  1161.  
  1162.       (360)  A: 10,3333               Now ANSWERER wants to measure
  1163.  
  1164.       (350)  C: 11,3333               ...the delays, too.
  1165.  
  1166.          .......
  1167.  
  1168.       (???)    X: 2,3                 Termination by either user.
  1169.  
  1170.  
  1171.  
  1172.  
  1173.  
  1174.  
  1175. Cohen                                                          [Page 16]
  1176.  
  1177. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1178. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1179.  
  1180.  
  1181.  
  1182.    Another example:
  1183.  
  1184.       (377)  C: 1,<WHO>,<WHOM>,360    Please talk to me on 360/361.
  1185.  
  1186.       (360)  A: 6,340                 Fine.  You send on 340/341.
  1187.  
  1188.       (340)  C: 1,<WHO>,<WHOM>        I want to talk to you.
  1189.  
  1190.       (360)  A: 3,3,1,1               Can you use V1?
  1191.  
  1192.       (340)  C: 4,3,1                 Yes, V1 is OK.
  1193.  
  1194.       (360)  A: 3,4,1,1984            Can you use up to 1984 bits/msg?
  1195.  
  1196.       (340)  C: 5,4,976               No, but I can use 976.
  1197.  
  1198.       (360)  A: 3,4,1,976             Can you use up to 976 bits/msg?
  1199.  
  1200.       (340)  C: 4,4,976               I can use 976.
  1201.  
  1202.       (360)  A: 9                     Ringing (note how short this
  1203.                                       negotiation is!!).
  1204.  
  1205.          .......
  1206.  
  1207.       (340)  C: 8                     Still there?
  1208.  
  1209.       (360)  A: 9                     Still ringing.
  1210.  
  1211.          .......
  1212.  
  1213.       (340)  C: 8                     Still there?
  1214.  
  1215.       (360)  A: 9                     Still ringing.
  1216.  
  1217.          .......
  1218.  
  1219.       (340)  C: 8                     How about it?
  1220.  
  1221.       (360)  A: 9                     Still ringing.
  1222.  
  1223.       (340)  C: 2                     Forget it!  (No reason given.)
  1224.  
  1225.  
  1226.  
  1227.  
  1228.  
  1229.  
  1230.  
  1231.  
  1232.  
  1233.  
  1234. Cohen                                                          [Page 17]
  1235.  
  1236. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1237. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1238.  
  1239.  
  1240.  
  1241.                                APPENDIX 1
  1242.  
  1243.    
  1244.  
  1245.                            THE DEFINITION OF:
  1246.  
  1247.                              TABLES-SET-#1
  1248.       
  1249.       
  1250.       
  1251.       
  1252.       
  1253.  
  1254.                                    by
  1255.  
  1256.                              John D. Markel
  1257.  
  1258.                 Speech Communication Research Laboratory
  1259.  
  1260.                        Santa Barbara, California
  1261.  
  1262.  
  1263.  
  1264.  
  1265.  
  1266.  
  1267.  
  1268.  
  1269.  
  1270.  
  1271.  
  1272.  
  1273.  
  1274.  
  1275.  
  1276.  
  1277.  
  1278.  
  1279.  
  1280.  
  1281.  
  1282.  
  1283.  
  1284.  
  1285.  
  1286.  
  1287.  
  1288.  
  1289.  
  1290.  
  1291.  
  1292.  
  1293. Cohen                                                          [Page 18]
  1294.  
  1295. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1296. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1297.  
  1298.  
  1299.  
  1300.                              TABLES-SET-#1
  1301.  
  1302.    This set includes tables for:
  1303.    
  1304.    
  1305.    
  1306.    
  1307.  
  1308.       PITCH -  64 values, PITCH table
  1309.       GAIN  -  32 values, GAIN table
  1310.       I( 1) - 128 values, INDEX7 table
  1311.       I( 2) - 128 values, INDEX7 table
  1312.       I( 3) -  64 values, INDEX6 table
  1313.       I( 4) -  64 values, INDEX6 table
  1314.       I( 5) -  32 values, INDEX5 table
  1315.       I( 6) -  32 values, INDEX5 table
  1316.       I( 7) -  32 values, INDEX5 table
  1317.       I( 8) -  32 values, INDEX5 table
  1318.       I( 9) -  32 values, INDEX5 table
  1319.       I(10) -  32 values, INDEX5 table
  1320.  
  1321.    These tables  are defined  specifically  for a sampling period of 150
  1322.    microseconds.
  1323.  
  1324.  
  1325.  
  1326.  
  1327.  
  1328.  
  1329.  
  1330.  
  1331.  
  1332.  
  1333.  
  1334.  
  1335.  
  1336.  
  1337.  
  1338.  
  1339.  
  1340.  
  1341.  
  1342.  
  1343.  
  1344.  
  1345.  
  1346.  
  1347.  
  1348.  
  1349.  
  1350.  
  1351.  
  1352. Cohen                                                          [Page 19]
  1353.  
  1354. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1355. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1356.  
  1357.  
  1358.  
  1359.    GENERAL COMMENTS
  1360.  
  1361.       The following  tables  are arranged in three columns, {X(j)}, {j},
  1362.       and {R(j)}.  Note that the entries in the {X(j)} column are half a
  1363.       step off the other columns.  This is to  indicate  that  INTERVALS
  1364.       from X-domain (pitch, gain, and the Ks) are mapped into CODES {j},
  1365.       which are transmitted  over the network,  to be translated  by the
  1366.       receiver   into  the  {R(j)}.   These  intervals  are  defined  as
  1367.       OPEN-CLOSE  intervals.  For  example,  the  PITCH  value  (at  the
  1368.       transmitter)  of 4131 belongs to the interval "(4024,4131]", hence
  1369.       it is coded  as j=6 which  is mapped  by the receiver to the value
  1370.       21.  Similarly, the value of 2400 for INDEX7 is found to belong to
  1371.       the interval  "(2009,2811]", coded into the CODE 3 and mapped back
  1372.       into 2411.
  1373.  
  1374.       Note  that  if N bits  are used  by a certain CODE, then there are
  1375.       2**N+1  entries  in the X-table,  but only  2**N  entries  in  the
  1376.       R-table.
  1377.  
  1378.       The  transformation   values   used  for  PITCH,   GAIN,  and  the
  1379.       K-parameters  (in the X- and R-tables)  are as defined in NSC Note
  1380.       42.
  1381.  
  1382.       Values  above  and below  the range of the X-table are mapped into
  1383.       the maximum and minimum table indices, respectively.
  1384.  
  1385.       Note that R(J) of INDEX5 is identical to R(2J) of INDEX6, and that
  1386.       R(J)  of INDEX6  is identical to R(2J) of INDEX7. Therefore, it is
  1387.       possible to store only the R-table of INDEX7, without the R-tables
  1388.       of INDEX5 and INDEX6.
  1389.  
  1390.       In the SPS-41 implementation there is no need to store any R-table
  1391.       for the K-parameters.  The transmitted  index can be used directly
  1392.       (with the appropriate  scaling)  as an index into the SPS built-in
  1393.       TRIG tables.
  1394.  
  1395.    COMMENTS ON THE PITCH TABLE
  1396.  
  1397.       The level J=0 defines the UNVOICED condition. The receiver maps it
  1398.       into the number of samples per frame (here 128).
  1399.  
  1400.       This PITCH table differs  significantly  from previous  tables and
  1401.       supersedes  the table published  in NSC Note 36.  Details  of  the
  1402.       calculation  of the table  can be found  in NSC Note 42. Immediate
  1403.       questions should be referred to John Markel.
  1404.  
  1405.  
  1406.  
  1407.  
  1408.  
  1409.  
  1410.  
  1411. Cohen                                                          [Page 20]
  1412.  
  1413. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1414. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1415.  
  1416.  
  1417.  
  1418.    COMMENTS ON THE GAIN TABLE
  1419.  
  1420.       The level J=0 defines absolute silence.
  1421.  
  1422.       This table  is designed  for a maximum  of 12-bit  A/D input,  and
  1423.       allows for a dynamic range of 43.5 dB.
  1424.  
  1425.       NSC Notes  36, 45, 56 and 58 supply background for the GAIN table.
  1426.       Gain is the energy of the pre-emphasized, windowed signal.
  1427.  
  1428.       This table  is the NEW GAIN table. NSC Notes 56 and 58 explain the
  1429.       reasoning behind the NEW GAIN.
  1430.  
  1431.    COMMENTS ON THE INDEX7 TABLE
  1432.  
  1433.       Positive values are coded into the range [0-63, decimal]. Negative
  1434.       values  are coded into the 7-bits two's complement of the codes of
  1435.       their absolute value [65-127, decimal].
  1436.  
  1437.       Note that all values -403 < V < 403 are coded as (and mapped into)
  1438.       0. Note also that the code -64 (100 octal) is never used.
  1439.  
  1440.       In  SPS-41  implementation,  the  R-table  is  not  needed,  since
  1441.       TRIG(2J) is the needed value R(J).
  1442.  
  1443.    COMMENTS ON THE INDEX6 TABLE
  1444.  
  1445.       Positive values are coded into the range [0-31, decimal]. Negative
  1446.       values  are coded into the 6-bits two's complement of the codes of
  1447.       their absolute values [33-63, decimal].
  1448.  
  1449.       Note that all values -805 < V < 805 are coded as (and mapped into)
  1450.       0. Note also that the code -32 (40 octal) is never used.
  1451.  
  1452.       In  SPS-41  implementation,  the  R-table  is  not  needed,  since
  1453.       TRIG(4J) is the needed value R(J).
  1454.  
  1455.    COMMENTS ON THE INDEX5 TABLE
  1456.  
  1457.       Positive  numbers  are  coded  into  the  range  [0-15,  decimal].
  1458.       Negative  numbers  are coded into the 5-bits  two's complement  of
  1459.       their absolute values, i.e., [17-31, decimal].
  1460.  
  1461.       Note  that  all values  -1609  < V < 1609 are coded as (and mapped
  1462.       into) 0. Note also that the code -16 (20 octal) is never used.
  1463.  
  1464.       In  SPS-41  implementation,  the  R-table  is  not  needed,  since
  1465.       TRIG(8J) is the needed value R(J).
  1466.  
  1467.  
  1468.  
  1469.  
  1470. Cohen                                                          [Page 21]
  1471.  
  1472. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1473. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1474.  
  1475.  
  1476.  
  1477.    THE PITCH TABLE (as of 10-29-74)
  1478.  
  1479.       X(J)    J  R(J)           X(J)    J  R(J)          X(J)    J  R(J)
  1480.  
  1481.          0                      6002                     10770
  1482.               0  128*                  21   33                   42   61
  1483.          0                      6168                     11080
  1484.               1   18                   22   34                   43   63
  1485.       3630                      6338                     11399
  1486.               2   19                   23   35                   44   65
  1487.       3724                      6515                     11728
  1488.               3   19                   24   36                   45   67
  1489.       3821                      6696                     12067
  1490.               4   20                   25   37                   46   69
  1491.       3921                      6883                     12417
  1492.               5   20                   26   38                   47   71
  1493.       4024                      7075                     12776
  1494.               6   21                   27   39                   48   73
  1495.       4131                      7274                     13147
  1496.               7   22                   28   40                   49   75
  1497.       4240                      7478                      13529
  1498.               8   22                   29   41                   50   77
  1499.       4353                      7689                     13922
  1500.               9   23                   30   43                   51   80
  1501.       4469                      7905                     14327
  1502.              10   24                   31   44                   52   82
  1503.       4588                      8129                     14745
  1504.              11   24                   32   45                   53   85
  1505.       4711                      8359                     15175
  1506.              12   25                   33   47                   54   87
  1507.       4838                      8596                     15618
  1508.              13   26                   34   48                   55   90
  1509.       4969                      8840                     16075
  1510.              14   27                   35   50                   56   93
  1511.       5104                      9092                     16545
  1512.              15   27                   36   51                   57   95
  1513.       5242                      9351                     17029
  1514.              16   28                   37   53                   58   98
  1515.       5385                      9618                     17529
  1516.              17   29                   38   54                   59  101
  1517.       5533                      9894                     18043
  1518.              18   30                   39   56                   60  104
  1519.       5684                     10177                     18572
  1520.              19   31                   40   57                   61  107
  1521.       5841                     10469                     19118
  1522.              20   32                   41   59                   62  111
  1523.       6002                     10770                     19681
  1524.                                                                  63  114
  1525.                                                          infinity
  1526.  
  1527.  
  1528.  
  1529. Cohen                                                          [Page 22]
  1530.  
  1531. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1532. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1533.  
  1534.  
  1535.  
  1536.       Note:  This table has only 58 different intervals defined, since 5
  1537.       values are repeated in the R(j) table.
  1538.  
  1539.       * This value is the "Transmission Interval" (measured in  samples)
  1540.       as defined in item #6 of the NEGOTIATION.
  1541.  
  1542.       
  1543.  
  1544.  
  1545.  
  1546.  
  1547.  
  1548.  
  1549.  
  1550.  
  1551.  
  1552.  
  1553.  
  1554.  
  1555.  
  1556.  
  1557.  
  1558.  
  1559.  
  1560.  
  1561.  
  1562.  
  1563.  
  1564.  
  1565.  
  1566.  
  1567.  
  1568.  
  1569.  
  1570.  
  1571.  
  1572.  
  1573.  
  1574.  
  1575.  
  1576.  
  1577.  
  1578.  
  1579.  
  1580.  
  1581.  
  1582.  
  1583.  
  1584.  
  1585.  
  1586.  
  1587.  
  1588. Cohen                                                          [Page 23]
  1589.  
  1590. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1591. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1592.  
  1593.  
  1594.  
  1595.    THE GAIN TABLE (as of 9-17-75)
  1596.  
  1597.       X(J)  J  R(J)          X(J)    J   R(J)
  1598.  
  1599.         0                     225
  1600.             0     0                 16    245
  1601.        20                    266
  1602.             1    20                 17    289
  1603.        22                    315
  1604.             2    24                 18    342
  1605.        26                    372
  1606.             3    28                 19    404
  1607.        30                    439
  1608.             4    33                 20    478
  1609.        36                    519
  1610.             5    39                 21    565
  1611.        42                    614
  1612.             6    46                 22    667
  1613.        50                    725
  1614.             7    54                 23    789
  1615.        59                    857
  1616.             8    64                 24    932
  1617.        70                   1013
  1618.             9    76                 25   1101
  1619.        83                   1197
  1620.             10   90                 26   1301
  1621.        98                   1415
  1622.             11  106                 27   1538
  1623.       116                   1672
  1624.             12  126                 28   1818
  1625.       137                   1976
  1626.             13  148                 29   2148
  1627.       161                   2335
  1628.             14  175                 30   2539
  1629.       191                   2760
  1630.             15  207                 31   3000
  1631.       255                   infinity
  1632.  
  1633.  
  1634.  
  1635.  
  1636.  
  1637.  
  1638.  
  1639.  
  1640.  
  1641.  
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645.  
  1646.  
  1647. Cohen                                                          [Page 24]
  1648.  
  1649. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1650. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654.    INDEX7 TABLE (as of 9-23-74)
  1655.  
  1656.       X(J)    J    R(J)       X(J)    J    R(J)       X(J)    J    R(J)
  1657.  
  1658.           0                  15800                   27897
  1659.               0       0              21   16151              42   28106
  1660.         402                  16500                   28311
  1661.               1     804              22   16846              43   28511
  1662.        1206                  17190                   28707
  1663.               2    1608              23   17531              44   28899
  1664.        2009                  17869                   29086
  1665.               3    2411              24   18205              45   29269
  1666.        2811                  18538                   29448
  1667.               4    3212              25   18868              46   29622
  1668.        3612                  19195                   29792
  1669.               5    4011              26   19520              47   29957
  1670.        4410                  19841                   30118
  1671.               6    4808              27   20160              48   30274
  1672.        5205                  20475                   30425
  1673.               7    5602              28   20788              49   30572
  1674.        5998                  21097                   30715
  1675.               8    6393              29   21403              50   30853
  1676.        6787                  21706                   30986
  1677.               9    7180              30   22006              51   31114
  1678.        7571                  22302                   31238
  1679.              10    7962              31   22595              52   31357
  1680.        8351                  22884                   31471
  1681.              11    8740              32   23170              53   31581
  1682.        9127                  23453                   31686
  1683.              12    9512              33   23732              54   31786
  1684.        9896                  24008                   31881
  1685.              13   10279              34   24279              55   31972
  1686.       10660                  24548                   32058
  1687.              14   11039              35   24812              56   32138
  1688.       11417                  25073                   32214
  1689.              15   11793              36   25330              57   32286
  1690.       12167                  25583                   32352
  1691.              16   12540              37   25833              58   32413
  1692.       12910                  26078                   32470
  1693.              17   13279              38   26320              59   32522
  1694.       13646                  26557                   32568
  1695.              18   14010              39   26791              60   32610
  1696.       14373                  27020                   32647
  1697.              19   14733              40   27246              61   32679
  1698.       15091                  27467                   32706
  1699.              20   15447              41   27684              62   32729
  1700.       15800                  27897                   32746
  1701.                                                              63   32758
  1702.                                                      infinity
  1703.  
  1704.  
  1705.  
  1706. Cohen                                                          [Page 25]
  1707.  
  1708. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1709. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1710.  
  1711.  
  1712.  
  1713.    INDEX6 TABLE (as of 9-23-74)
  1714.  
  1715.       X(J)    J    R(J)              X(J)    J    R(J)
  1716.  
  1717.          0                          22595
  1718.               0       0                     16   23170
  1719.        804                          23732
  1720.               1    1608                     17   24279
  1721.        2411                         24812
  1722.               2    3212                     18   25330
  1723.        4011                         25833
  1724.               3    4808                     19   26320
  1725.        5602                         26791
  1726.               4    6393                     20   27246
  1727.        7180                         27684
  1728.               5    7962                     21   28106
  1729.        8740                         28511
  1730.               6    9512                     22   28899
  1731.       10279                        29269
  1732.               7   11039                     23   29622
  1733.       11793                        29957
  1734.               8   12540                     24   30274
  1735.       13279                        30572
  1736.               9   14010                     25   30853
  1737.       14733                        31114
  1738.              10   15447                     26   31357
  1739.       16151                        31581
  1740.              11   16846                     27   31786
  1741.       17531                        31972
  1742.              12   18205                     28   32138
  1743.       18868                        32286
  1744.              13   19520                     29   32413
  1745.       20160                        32522
  1746.              14   20788                     30   32610
  1747.       21403                        32679
  1748.              15   22006                     31   32729
  1749.       22595                        infinity
  1750.  
  1751.  
  1752.  
  1753.  
  1754.  
  1755.  
  1756.  
  1757.  
  1758.  
  1759.  
  1760.  
  1761.  
  1762.  
  1763.  
  1764.  
  1765. Cohen                                                          [Page 26]
  1766.  
  1767. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1768. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1769.  
  1770.  
  1771.  
  1772.    INDEX5 TABLE (as of 9-23-74)
  1773.  
  1774.         X(J)   J    R(J)           X(J)     J    R(J)
  1775.  
  1776.           0                       22006
  1777.                0       0                    8   23170
  1778.        1608                       24279
  1779.                1    3212                    9   25330
  1780.        4808                       26320
  1781.                2    6393                   10   27246
  1782.        7962                       28106
  1783.                3    9512                   11   28899
  1784.       11039                       29622
  1785.                4   12540                   12   30274
  1786.       14010                       30853
  1787.                5   15447                   13   31357
  1788.       16846                       31786
  1789.                6   18205                   14   32138
  1790.       19520                       32413
  1791.                7   20788                   15   32610
  1792.       22006                       infinity
  1793.  
  1794.  
  1795.  
  1796.  
  1797.  
  1798.  
  1799.  
  1800.  
  1801.  
  1802.  
  1803.  
  1804.  
  1805.  
  1806.  
  1807.  
  1808.  
  1809.  
  1810.  
  1811.  
  1812.  
  1813.  
  1814.  
  1815.  
  1816.  
  1817.  
  1818.  
  1819.  
  1820.  
  1821.  
  1822.  
  1823.  
  1824. Cohen                                                          [Page 27]
  1825.  
  1826. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1827. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1828.  
  1829.  
  1830.  
  1831.                                APPENDIX 2
  1832.  
  1833.                      IMPLEMENTATION RECOMMENDATIONS
  1834.  
  1835.    (1)   It is recommended  that the priority-bit  be turned  ON in  the
  1836.    HOST/IMP header.
  1837.  
  1838.    (2)   It is recommended  that in all abbreviations,  "R"  be used for
  1839.    Receiver and "X" for Transmitter.
  1840.  
  1841.    (3)   The  following  identifiers  and  values  are  recommended  for
  1842.    implementations:
  1843.  
  1844.       SLNCTH  30          SILENCE-THRESHOLD.
  1845.  
  1846.          Used for LONG-SILENCE  definition.  See below.  Measured in the
  1847.          same units as GAIN, in its X-table.
  1848.  
  1849.       TBS      1.000 sec  TIME-BEGIN-SILENCE.
  1850.  
  1851.          LONG-SILENCE is declared if GAIN<SLNCTH for more than TBS.
  1852.  
  1853.       TAS      0.500 sec  TIME-AFTER-SILENCE.
  1854.  
  1855.          A  delay   introduced   by  the  receiver   after  the  end  of
  1856.          LONG-SILENCE, before restarting the playback.
  1857.  
  1858.       TES      0.150 sec  TIME-END-SILENCE.
  1859.  
  1860.          The amount  of time  the transmitter  backs  up at the end of a
  1861.          LONG-SILENCE  in order to ensure  a smooth  transition  back to
  1862.          speech.
  1863.  
  1864.       TRI      2.000 sec  TIME-RESPONSE-INITIAL.
  1865.  
  1866.          Time for waiting  for response for an initial call (#1 and #3).
  1867.          The initial call is repeated every TRI until an answer arrives,
  1868.          or until TRIGU expires.
  1869.  
  1870.       TRIGU   20.000 sec  TIME-RESPONSE-INITIAL-GIVEUP.
  1871.  
  1872.          If no response  to an initial  call is  received  within  TRIGU
  1873.          after the FIRST initial call, the system gives up, assuming the
  1874.          other system is down.
  1875.  
  1876.       TRQ      1.000 sec  TIME-RESPONSE-INQUIRY.
  1877.  
  1878.          If no response  to an inquiry  (#8) is received within TRQ, the
  1879.          inquiry is repeated.
  1880.  
  1881.  
  1882.  
  1883. Cohen                                                          [Page 28]
  1884.  
  1885. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1886. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1887.  
  1888.  
  1889.  
  1890.       TRQGU   10.000 sec  TIME-RESPONSE-INQUIRY-GIVEUP.
  1891.  
  1892.          If no response to an inquiry is received  within TRQGU from the
  1893.          FIRST inquiry,  the system  gives up, assuming the other system
  1894.          is down.
  1895.  
  1896.       TBDA     3.000 sec  TIME-BETWEEN-DATA-ARRIVAL.
  1897.  
  1898.          If no data arrives  within  TBDA, an INQUIRY (#8) is sent. This
  1899.          repeats every TBDA.
  1900.  
  1901.       TNR      2.000 sec  TIME-NOT-READY.
  1902.  
  1903.          If the other  system  is in the NOT-READY  (#7)  state for more
  1904.          than  TNR, an INQUIRY (#8) is sent. This repeats every TNR.
  1905.  
  1906.       TNRGU   10.000 sec  TIME-NOT-READY-GIVEUP.
  1907.  
  1908.          If the other  system  is in the NOT-READY  (#7)  state for more
  1909.          than  TNRGU,  then the system  gives  up,  assuming  the  other
  1910.          system is down.
  1911.  
  1912.       TBIN     3.000 sec  TIME-BUFFER-IN.
  1913.  
  1914.          The input  buffer  size is equivalent  to the time period  TBIN
  1915.          (and   its size is  the  DATA-RATE  multiplied  by  the  period
  1916.          TBIN).  If the INPUT  QUEUE  ever gets to be longer  than TBIN,
  1917.          data is discarded.
  1918.  
  1919.       TBOUT    3.000 sec  TIME-BUFFER-OUT.
  1920.  
  1921.          The output  buffer  size is equivalent to the time period TBOUT
  1922.          (and  its size  is  the  DATA-RATE  multiplied  by  the  period
  1923.          TBOUT).  If  the  OUTPUT  QUEUE  ever gets to  be  longer  than
  1924.          TBOUT, data is discarded.
  1925.  
  1926.  
  1927.  
  1928.  
  1929.  
  1930.  
  1931.  
  1932.  
  1933.  
  1934.  
  1935.  
  1936.  
  1937.  
  1938.  
  1939.  
  1940.  
  1941.  
  1942. Cohen                                                          [Page 29]
  1943.  
  1944. NWG/RFC 741                                           DC 22 Nov 77 42444
  1945. Specifications for the Network Voice Protocol (NVP)
  1946.  
  1947.  
  1948.  
  1949.                                REFERENCES
  1950.  
  1951.    Bolt Beranek  & Newman,  Inc.,  Report  No.  1822,  Interface Message
  1952.    Processor:  Specifications  for the Interconnection  of a Host and an
  1953.    IMP.
  1954.  
  1955.    NSC Note 42 (in progress).
  1956.  
  1957.    NSC Note 36,  Proposal  for NSC-LPC  Coding/Decoding Tables, by J. D.
  1958.    Markel,  Speech  Communications  Research  Laboratory, Inc., July 20,
  1959.    1974.
  1960.  
  1961.    NSC Note 45,  Everything  You Always Wanted to Know about Gain, by E.
  1962.    Randolph Cole, USC/Information Sciences Institute, October 11, 1974.
  1963.  
  1964.    NSC Note 56,  Nothing  to Lose, but Lots to Gain, by John Makhoul and
  1965.    Lynn Cosell, Bolt Beranek & Newman, Inc., March 10, 1975.
  1966.  
  1967.    NSC Note 58,  Gain Again,  by Randy  Cole,  USC/Information  Sciences
  1968.    Institute, March 12, 1975.
  1969.  
  1970.  
  1971.  
  1972.  
  1973.  
  1974.  
  1975.  
  1976.  
  1977.  
  1978.  
  1979.  
  1980.  
  1981.  
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986.  
  1987.  
  1988.  
  1989.  
  1990.  
  1991.  
  1992.  
  1993.  
  1994.  
  1995.  
  1996.  
  1997.  
  1998.  
  1999.  
  2000.  
  2001. Cohen                                                          [Page 30]
  2002.