D-AMPS/IS54 - Digital Advanced Mobile Phone System

Стандарт D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System - цифрова поліпшена система мобільного зв'язку) - цифрова система стільникового зв'язку другого покоління (2G), відома також під абревіатурою IS-54. Цей стандарт знайшов найбільшого поширення в Північній Америці, переважно в США і Канаді.

Стільниковий зв'язок розвивалася паралельно в трьох географічних областях: Європа (до якої можна віднести Росію), Північна Америка і Японія. Ранні системи стільникового зв'язку були повністю аналоговими і ставилися до першого покоління (1G). Зокрема, в США одним з найперших стандартів був AMPS (Advanced Mobile Phone System). Цей стандарт був розроблений Bell Labs в 1970-х роках, а перша комерційна мережа AMPS була запущена в 1983 році. Успіх перших мереж стільникового зв'язку дав хороший поштовх для подальшого розвитку стандартів мобільного зв'язку. 

Незабаром після запуску перших AMPS мереж ринок показав збільшення попиту на послуги мобільного доступу. Однією з найбільш гострих проблем, які виявляли мережі 1G була низька ємність мережі. Так, наприклад, мережа стільникового зв'язку в Нью-Йорку могла підтримувати одночасно лише 12 голосових з'єднань. У стандарті AMPS застосовувався частотний метод множинного доступу (FDMA - Frequency Division Multiple Access). Це означає, що для збільшення пропускної здатності вимагалося використовувати більше число приймально-передавачів і ближче один до одного встановлювати базові станції (BTS). Крім обмежень по пропускній здатності, AMPS мав і інші недоліки. Зокрема, системи безпеки залишали бажати кращого: передана по радіо інтерфейсу мова не піддавалася шифруванню. Крім того не були передбачені якісь процедури аутентифікації доступу в мережу, що, в свою чергу, давало можливість несанкціонованого використання послуг мережі. Зазначені вище проблеми були вирішені в першому Північноамериканському стандарті другого покоління D-AMPS (IS-54). Також даний стандарт додав системам стільникового зв'язку нові важливі послуги: SMS, передача даних (доступ в Інтернет) та роумінг. 

Перша комерційна мережа стандарту D-AMPS з'явилася в 1990 році і швидко знайшла широке поширення в Північноамериканських країнах. Однак Digital AMPS знайшов поширення ще в 80 країнах по всьому світу, в тому числі і в Росії. У 1997 році в Красноярському краї була побудована перша мережа стандарту D-AMPS в Росії. 

Не дивлячись на великий перелік переваг даного стандарту, все ж D-AMPS володіє дуже великим недоліком: поміняти абонентський номер (оператора) неможливо так само легко як в мережах стандарту GSM, де для цього достатньо лише поміняти SIM-карту. Це і призвело до поступово витіснення D-AMPS стандартом GSM. 

Захід цього стандарту можна позначити на 2007-2008 роки, коли по всьому світу пройшла хвиля завершення. У Росії остання мережа даного стандарту була вимкнена в кінці 2007 року. 

Однак, не дивлячись на програш GSM, стандарт D-AMPS надав мережам стільникового зв'язку новий функціонал, який вказав нові вектора розвитку для наступних стандартів та можливі недоліки, які були враховані в нових системах стільникового зв'язку

Принцип побудови радіоінтерфейсу системи стандарту DAMPS 

У стандарті D-AMPS, як зазначалося раніше, використовується тимчасової метод множинного доступу TDMA. Він був прийнятий асоціацією TIA в 1992 році. TDMA розділяє кожен частотний FDMA-канал (30 кГц) на 3 TDMA-каналу, кожен з яких здатний передавати одне голосове з'єднання. Пізніше, завдяки що з'явився новому мовному кодеку кожен з TDMA-каналу так само міг бути розділений на 2 подканала, кожен з яких так само може передавати голос, але з більшим ступенем стиснення. Таким чином, завдяки новому методу множинного доступу ємність мережі може бути збільшена в 3-6 разів. 

У стандарті D-AMPS також використовується інший спосіб модуляції DQPSK (Differential Quaternary Phase Shift Keying), яка є різновид фазової маніпуляції (ФМ). Завдяки цьому спектральна ефективність була збільшена до 1,62 біт / сек / Гц, що на 20% краще ніж GSM. Це дозволяє більш ефективно використовувати частотний спектр. Однак енергетична ефективність у D-AMPS нижче ніж у GSM що призводить до підвищеної витрати електроенергії базових станцій і прискореному розряду акумуляторів мобільних телефонів (MS). 

Для усунення надмірності голосового потоку в стандарті D-AMPS застосовується голосовий кодек під назвою VSELP (Vector Sum Excited Linear Prediction), який належить до сімейства мовних кодеків CELP (Code-Excited Linear Prediction) - мовні кодеки з лінійним пророкуванням. Після стиснення швидкість голосового потоку досягає 7,95 кбіт / сек (13 кбіт / сек) при якості, майже не уступающем AMPS. Для напівшвидкісного кодека (Half Rate) швидкість становить 6,5 кбіт / сек при незначному погіршенні якості. 

До нововведень D-AMPS також можна віднести новий алгоритм аутентифікації CAVE (Cellular Authentication, Voice Privacy and Encryption) і шифрування CMEA (Cellular Message Encryption Algorithm). На відміну від AMPS в цьому стандарті застосовується інтерлівінг (Interleaving - перемежение) для боротьби з швидкими завмираннями.