ITU-T G 720 FRENCH-1995 Characterization of Low-Rate Digital Voice Coder Performance with Non-Voice Signals《带有非话音信号的低速率数字话音信号编码器性能的特征 数字传输系统的一般性质 15号研究组 19pp》.pdf

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1、UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS5)4 4 SECTEUR DE LA NORMALISATION (07/95)DES TLCOMMUNICATIONSDE LUIT!30%#43 . 2!58 $%3 3934 -%3$% 42!.3-)33)/. .5- 2)15%3#!2!#4 2)3!4)/. $% ,! 15!,)4 $% cette tonalit est utilise par les modems de la srie V pour neutraliser lesdispositifs de limitation de lch

2、o dans les rseaux. Enfin, il pourrait tre ncessaire dappliquer un traitement aux tonalits utilises dans les systmes designalisation nationaux pour fournir des informations de retour dappel, dtat doccupation oudencombrement (voir la Recommandation Q.35), en fonction de lemplacement du codeur dans le

3、rseau(par exemple, dans les environnements mobiles terrestres). Les essais devraient par consquent porteraussi sur ces tonalits.Cette mthodologie a t labore sur une priode de plusieurs annes, loccasion des valuations de la qualit defonctionnement effectues pendant les travaux qui ont permis dtablir

4、les Recommandations G.726, G.727 et G.728.2 Champ dapplicationLa prsente Recommandation dcrit des mthodes qui permettent de quantifier et de caractriser la qualit defonctionnement des codecs vocaux numriques faible dbit en prsence de signaux non vocaux. Les signauxconsidrs sont essentiellement ceux

5、utiliss dans le rseau tlphonique; en consquence, les mthodes dont il sagitsappliquent le mieux aux codecs de signaux de parole intervenant dans les applications rseau (par opposition auxapplications des terminaux des utilisateurs finals). Les mthodes dcrites ici peuvent servir quantifier la qualit d

6、efonctionnement des codecs vocaux fonctionnant dans la bande tlphonique, des dbits de transmission infrieurs ougaux 64 kbit/s.2 Recommandation G.720 (07/95)3 RfrencesLes recommandations UIT-T et autres rfrences suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence quiy est faite, const

7、ituent des dispositions valables pour la prsente Recommandation. Au moment de la publication, lesditions indiques taient en vigueur. Toute Recommandation ou autre rfrence est sujette rvision; tous lesutilisateurs de la prsente Recommandation sont donc invits rechercher la possibilit dappliquer les d

8、itions les plusrcentes des Recommandations et autres rfrences indiques ci-aprs. Une liste des Recommandations UIT-T envigueur est publie rgulirement. Recommandations UIT-T de la srie V, Communication de donnes sur le rseau tlphonique. Recommandation UIT-T article 2/Q.141 (1993), Signalisation de lig

9、ne Code des signaux de ligne. Recommandation Q.151 du CCITT (1988), Code de signalisation entre enregistreurs. Recommandation Q.441 du CCITT (1988), Code de signalisation. Recommandation Q.271 du CCITT (1988), Considrations gnrales. Recommandation Q.724 du CCITT (1988), Procdures de signalisation. R

10、ecommandation Q.23 du CCITT (1988), Caractristiques techniques des appareils tlphoniques clavier. Recommandation V.25 du CCITT (1988), Equipement de rponse automatique et/ou quipement dappelautomatique en mode parallle sur le rseau tlphonique gnral avec commutation, y compris lesprocdures de neutral

11、isation des dispositifs de protection contre lcho lorsque les appels sont tablisaussi bien entre des postes fonctionnement manuel quentre postes fonctionnement automatique. Recommandation Q.35 du CCITT (1988), Caractristiques techniques des tonalits du servicetlphonique. Recommandation G.711 du CCIT

12、T (1988), Modulation par impulsions et codage (MIC) des frquencesvocales. Recommandation G.726 du CCITT (1990), Modulation par impulsions et codage diffrentiel adaptatif(MICDA) 40, 32, 24, 16 kbit/s. Recommandation O.42 du CCITT (1988), Appareil de mesure de la distorsion non linaire utilisant lamth

13、ode dintermodulation quatre tonalits. Supplment n 3.1 du CCITT, Spcification exiger pour les appareils de mesure. Gnrateurs defrquences sinusodales et instruments de mesure du niveau, Livre vert, Tome IV.2, Supplment auxRecommandations des sries M, N et O, pages 530-533, Genve, 1972. Supplment n 3.2

14、 du CCITT, Appareils pour la mesure des bruits sur les circuits de tlcommunications,Livre vert, Tome IV.2, Supplment aux Recommandations des sries M, N et O, pages 534-548, Genve,1972. Recommandations UIT-T de la srie O, Spcifications pour appareils de mesure. Recommandation Q.112 du CCITT (1988), N

15、iveau des signaux et sensibilit des rcepteurs de signaux. Recommandation Q.114 du CCITT (1988), Spcifications typiques relatives aux metteurs et rcepteursde signaux. Recommandation Q.451 du CCITT (1988), Dfinitions. Recommandation Q.454 du CCITT (1988), Partie mettrice de lquipement de signalisation

16、multifrquence. Recommandation Q.455 du CCITT (1988), Partie rceptrice de lquipement de signalisationmultifrquence. Porte vitesse et scurit de la signalisation denregistreurs. Recommandation Q.143 du CCITT (1988), Emetteur de signaux de ligne. Recommandation G.144 du CCITT (1988), Signalisation de li

17、gne Rcepteur de signaux de ligne. Recommandation UIT-T G.165 (1993), Annuleurs dcho. Recommandation UIT-T O.133 (1993), Appareils destins mesurer la qualit de fonctionnement decodeurs et dcodeurs de modulation par impulsions et codage. Recommandation O.91 du CCITT (1988), Appareil de mesure de la gi

18、gue de phase sur des circuits detype tlphonique.Recommandation G.720 (07/95) 3 Recommandation O.81 du CCITT (1988), Appareil de mesure du temps de propagation de groupe pourcircuits de type tlphonique. Recommandation O.131 du CCITT (1988), Appareil pour la mesure de la distorsion de quantificationut

19、ilisant un bruit pseudo-alatoire comme signal dessai. Recommandation O.132 du CCITT (1988), Appareil de mesure de la distorsion de quantification utilisantun signal dessai sinusodal. Recommandation UIT-T E.450 (1993), Qualit de service en tlcopie dans le RTPC Aspects gnraux. Recommandation UIT-T E.4

20、51 (1993), Taux dinterruption des communications de tlcopie. Recommandation UIT-T E.452 (1993), Rduction de la vitesse du modem de tlcopie et dure detransaction.4 AbrviationsPour les besoins de la prsente Recommandation, les abrviations suivantes sont utilises:ASCII American Standard Code for Inform

21、ation InterchangeBER Taux derreur sur les bits; taux derreur binaire (bit error ratio)CEPT European Committee on Post and TelecommunicationsCHER Taux derreur sur les caractres (character error ratio)DCME Equipement de multiplication de circuits numriques (digital circuit multiplication equipment)DTM

22、F Multifrquence deux tonalits (dual-tone multi-frequency)FIR Rponse impulsionnelle finie (finite impulse response)MBER Taux derreur binaire du modem (modem bit error ratio)MBLER Taux derreur sur les blocs du modem (modem block error ratio)MIC Modulation par impulsions et codageMSUR Taux dchec de dma

23、rrage du modem (modem missed start-up ratio)PCME Equipement de multiplication de circuits de transmission par paquets (packet circuit multiplicationequipment)RTPC Rseau tlphonique public commutS/N Rapport signal/bruit (signal-to-noise ratio)SNR Rapport signal/bruit (signal-to-noise ratio)TLP Point d

24、e niveau relatif zro (transmission level point)5 Qualit de fonctionnement en transmission de donnes dans la bande vocaleOn trouvera, ci-aprs, la description des procdures utiliser pour valuer la qualit de fonctionnement dun codec vocalassoci des modems 2 fils et 4 fils.5.1 Architecture du dispositif

25、 de mesureUne architecture utiliser pour les mesures sur modems de donnes transmises dans la bande vocale devrait tre centresur un systme de mesure du taux derreur binaire (BER), capable de fournir les donnes de source pour le sensdmission des modems (Figure 1). Ce systme devrait permettre danalyser

26、 les donnes du modem rcepteur, pour lecalcul des paramtres suivants: erreurs isoles, blocs, longueur des blocs, erreurs sur les blocs, dure des essais etsecondes sans erreur; tous ces paramtres peuvent tre utiliss dans linterprtation de la qualit du signal reu.Outre les modems et lappareil de mesure

27、 du BER, il convient de mettre en uvre: un codec de rfrence 64 kbit/s pourmodulation par impulsions et codage (MIC), le codec vocal devant faire lobjet de lvaluation, et un canal dedgradation analogique. On procdera alors toutes les mesures en montant le canal analogique en cascade avec le canal cod

28、age numrique (de la parole) dans le sens de transmission vers lavant, lentre du canal codage numrique tantdfinie comme le point de niveau relatif zro (TLP) (0 transmission level point). Dans la Figure 1, les niveaux dessignaux sont dfinis dans les conditions de neutralisation du canal analogique et

29、avec 0 = 0 dBm0, de sorte que le niveaudes donnes est de 15 dBm ou 15 dBm0.4 Recommandation G.720 (07/95)T1515920-94/d01Gnrateur de donnes et systme de surveillancedes erreurs sur les bitsSens de transmission tudi15 dBm (0 TLP)HybrideCanalanalogiqueCanal codagenumriqueAffaiblissementdadaptation= 6 o

30、u 12 dBAffaiblissementdadaptation 30 dBHybride Modemrcepteur23 dBm la rception9 dBm lmission23 dBm la rception9 dBm lmissionRetard25 msFIGURE 1/G.720Architecture du dispositif de mesure avec modemsModemmetteurFIGURE 1/G.720 D01 = 9 CM5.2 DgradationsLe canal analogique doit permettre lintroduction de

31、 deux types de dgradations rseau: dgradations variables etdgradations fixes. Les dgradations variables sobtiennent en additionnant linairement des quantits contrles de bruitblanc analogique largeur de bande limite, en amont du canal codage numrique. Les dgradations fixes sont lessuivantes: distorsio

32、n de temps de propagation de groupe et daffaiblissement, gigue de phase et distorsion de non-linarit du deuxime et du troisime ordre. Linjection des dgradations dans le canal analogique se fait comme indiqudans la Figure 2.Les valeurs de ces dgradations sont donnes dans les Tableaux 1 et 2.Ces dgrad

33、ations correspondent de trs svres contraintes imposes au rseau, mais elles dfinissent un cadre derfrence dans lequel les algorithmes de codage de la parole peuvent tre compars avec les dispositions dautresRecommandations UIT-T traitant de ce codage. On notera ce qui suit: pour mesurer la distorsion

34、de non-linarit dudeuxime et du troisime ordre (Tableau 1), il y a lieu dutiliser une mthode avec quatre tonalits mettant en uvre deuxcouples de tonalits de mme niveau, avec une puissance composite gale la puissance du signal fourni par le modemdes donnes transmises dans la bande vocale. Dans le prem

35、ier couple de tonalits (dsign par A), les tonalits doiventtre espaces de 6 Hz et centres sur 860 Hz. Dans le second couple (dsign par B), elles doivent tre espaces de 16Hz et centres sur 1380 Hz. Pour dterminer la distorsion de non-linarit du deuxime ordre, on mesure la puissancedes quatre produits

36、dintermodulation B + A et des quatre produits dintermodulation B - A; pour le troisime ordre, onmesure les six produits 2B - A.NOTE Pour chaque augmentation de 1 dB du signal dentre, le module de mesure de la distorsion de non-linaritindique une augmentation de 2 dB de la composante du deuxime ordre

37、 la sortie et une augmentation de 3 dB de la composante dutroisime ordre la sortie.Recommandation G.720 (07/95) 5T1515930-94/d02Amplifi-cateurModemmetteurFiltrepasse-bande200-3500 HzAffaiblissement ettemps de propa-gation de groupeDistorsiondenon-linaritDistorsionde guiguede phaseFiltrepasse-bas4 kH

38、zBruitblancAffaiblisseur15 dBm 0 TLPEntre codecFIGURE 2/G.720Canal de dgradation analogiqueCanal dedgradationanalogiqueFIGURE 2/G.720.D02 = 13 CMTABLEAU 1/G.720Dgradations analogiques pour les mesures avec donnes transmises dans la bande vocaleDgradations analogiques Niveau de dgradationDistorsion d

39、u temps de propagation de groupe Voir le Tableau 2Distorsion daffaiblissement Voir le Tableau 2Distorsion de non-linarit du 2eordre 36 dBDistorsion de non-linarit du 3eordre 38 dBGigue de phase (degrs) 120 Hz 3 crte crteBruit additif (mesur, pondration pour message C) Paramtre variable6 Recommandati

40、on G.720 (07/95)TABLEAU 2/G.720Distorsion (ajoute) daffaiblissement et de temps de propagation de groupe5.3 Mthodes de mesureIl y a lieu dadopter les dfinitions suivantes, afin dassurer la cohrence dans la manire dont les rsultats de mesure sontrecueillis et spcifis: Niveau des donnes lentre du code

41、c Cette grandeur est dfinie comme la valeur quadratiquemoyenne du niveau non pondr du signal de donnes lentre du codeur. Ce niveau est dtermin enlabsence dinjection de bruit analogique. Niveau de bruit Ce niveau est fourni par une mesure psophomtrique de la valeur quadratique moyennedu bruit du cana

42、l lentre du codec. Cette mesure se fait avec injection de bruit et dconnexion du signalde donnes du modem.Frquence(Hz)Affaiblissement(dB, 1000 Hz)Temps de propagation de groupe(m s, 1800 Hz)0200 8,5 46450300 3,0 34420400 0,9 24360500 0,2 17030600 0,1 12000700 0,0 08570800 0,0 06130900 0,0 04401000 0

43、,0 03121100 0,0 02231200 0,1 01531300 0,2 01011400 0,3 00611500 0,5 00331600 0,6 00141700 0,7 00031800 0,9 00001900 1,1 00082000 1,3 00272100 1,6 00602200 2,0 01092300 2,3 01742400 2,7 02622500 3,0 03762600 3,3 05172700 3,6 06972800 3,9 09342900 4,3 12473000 4,8 16163100 5,2 19693200 5,6 2263Recomma

44、ndation G.720 (07/95) 7 Rapport signal de donnes/bruit (SNR) Rapport du niveau des donnes lentre du codec la valeurmesure du niveau de bruit. Taux derreur sur les bits (BER) (bit error ratio) Rapport du nombre des bits intentionnellement mutilsdans le canal numrique du codeur, dans un intervalle de

45、temps donn, au nombre total des bits transmisdans le mme canal du codeur et dans le mme intervalle de temps. Taux derreur binaire du modem (MBER) (modem bit error ratio) Rapport du nombre des bits erronsreus par le rcepteur dun modem, dans un intervalle de temps donn, au nombre total des bits reus p

46、arle mme rcepteur de modem dans le mme intervalle de temps. Bloc de donnes du modem Un bloc de donnes de modem est dfini comme un train contigu de511 bits de donnes. Taux derreur sur les blocs du modem (MBLER) (modem block error ratio) Rapport du nombre desblocs reus par le rcepteur dun modem avec a

47、u moins un bit erron, dans un intervalle de temps donn,au nombre total des blocs reus par le mme rcepteur de modem dans le mme intervalle de temps. Taux dchec de dmarrage du modem (MSUR) (modem missed start-up ratio) Rapport du nombre totaldes messages porteurs commuts reus par un rcepteur de modem avec au moins un bit erron, dans unintervalle de temps donn, au nombre total des messages porteurs commuts reus par le mme rcepteurde modem dans le mme intervalle de temps. Les messages porteurs commuts doivent tre constitus partrois caractres: SYN, SYN et EOT. Taux