WikiDer > Цифровой AMPS - Википедия

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален Найдите источники: «Цифровой AMPS» – Новости · газеты · книги · ученый · JSTOR (Апрель 2011 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

ИС-54 и ИС-136 второго поколения (2G) системы мобильной связи, известные как Цифровой AMPS (D-AMPS) и дальнейшее развитие североамериканского 1G мобильная система Продвинутая система мобильного телефона (AMPS). Когда-то это было распространено во всем Америка, особенно в Соединенные Штаты и Канада с тех пор, как в 1993 году была развернута первая коммерческая сеть.^[1] D-AMPS считается конец жизни, а существующие сети в основном были заменены GSM/GPRS или же CDMA2000 технологии.

Эту систему чаще всего называют TDMA. Это название основано на сокращении для множественный доступ с временным разделением, обычный множественный доступ метод, который используется в большинстве стандартов 2G, включая GSM, а также в IS-54 и IS-136. D-AMPS конкурировал с GSM и системами, основанными на Кодовым разделением множественного доступа (CDMA).

D-AMPS использует существующие AMPS каналов и обеспечивает плавный переход между цифровыми и аналоговыми системами в одной и той же области. Пропускная способность была увеличена по сравнению с предыдущей аналоговой схемой путем разделения каждой пары каналов 30 кГц на три временных интервала (следовательно, деление времени) и цифровое сжатие голосовых данных, в результате чего пропускная способность одной ячейки увеличивается в три раза. Цифровая система также делала вызовы более безопасными вначале, поскольку аналоговые сканеры не могли получить доступ к цифровым сигналам. Звонки были зашифрованы с использованием СЭВ, который позже оказался слабым.^[2]

IS-136 добавил ряд функций к исходной спецификации IS-54, включая текстовых сообщений, данные с коммутацией каналов (CSD) и улучшенный протокол сжатия. SMS и CSD были доступны как часть протокола GSM, и IS-136 реализовал их почти идентичным образом.

Бывшие крупные сети IS-136, включая AT&T в США и Rogers Wireless в Канаде модернизировали существующие сети IS-136 до GSM / GPRS. Rogers Wireless удалила все IS-136 1900 МГц в 2003 году и сделала то же самое со своим спектром 800 МГц, поскольку оборудование вышло из строя. Роджерс деактивировал свою сеть IS-136 (вместе с AMPS) 31 мая 2007 года. Вскоре, в феврале 2008 года, AT&T отключила и TDMA, и AMPS.

Alltel, который в основном использует CDMA2000 технологии, но приобрел сеть TDMA от Western Wireless, закрыла свои сети TDMA и AMPS в сентябре 2008 года. Сотовая связь в США, который теперь также в основном использует CDMA2000 Technology, закрыла свою сеть TDMA в феврале 2009 года.

IS-54 - первая система мобильной связи, в которой предусмотрена безопасность, и первая система, использующая технологию TDMA.^[3]

История

Эволюция мобильная связь началась в трех разных географических регионах: Северная Америка, Европа и Япония. Стандарты, используемые в этих регионах, были совершенно независимы друг от друга.^{[нужна цитата]}

Первые реализованные мобильные или беспроводные технологии были полностью аналоговыми и вместе известны как 1-е поколение (1G) технологии. В Японии стандартами 1G были: Nippon Telegraph and Telephone (NTT) и его версия повышенной емкости (Hicap). Ранние системы, используемые по всей Европе, были несовместимы друг с другом, а это означало, что более поздняя идея общей точки зрения / технологического стандарта «Европейского Союза» в то время отсутствовала.^{[нужна цитата]}

Различные стандарты 1G, используемые в Европе, включают: C-Netz (в Германии и Австрии), Comviq (в Швеции), Скандинавские мобильные телефоны/ 450 (NMT450) и NMT900 (оба в странах Северной Европы), NMT-F (французская версия NMT900), Radiocom 2000 (RC2000) (во Франции) и TACS (Система связи общего доступа) (в объединенное Королевство, Италия и Ирландия). Североамериканские стандарты были Продвинутая система мобильного телефона (AMPS) и узкополосный AMPS (N-AMPS).

Из стандартов 1G наиболее успешной оказалась система AMPS.^{[нужна цитата]}. Несмотря на Скандинавские страны'сотрудничество, европейские инженерные усилия были разделены между различными стандартами, а японские стандарты не получили особого внимания^[кем?]. Разработан Bell Labs в 1970-х годах и впервые коммерческое использование в Соединенные Штаты в 1983 году AMPS работает на 800 МГц диапазон в Соединенных Штатах и ​​является наиболее широко распространенным аналоговым стандартом сотовой связи. (1900 г. МГц ПК Группа, созданная в 1994 году, предназначена только для работы в цифровом формате.) Успех AMPS положил начало эпохе мобильной связи в Северной Америке.

Рынок продемонстрировал растущий спрос, поскольку он обладал большей пропускной способностью и мобильностью, чем существующие стандарты мобильной связи были способны поддерживать. Например, система Bell Labs в 1970-х годах могла передавать только 12 звонков одновременно во всех Нью-Йорк. AMPS используется Множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), который позволял каждой сотовой станции передавать на разных частотах, что позволяло строить множество сотовых станций рядом друг с другом.

У AMPS тоже было много недостатков. Прежде всего, он не мог удовлетворить постоянно растущий спрос на использование мобильной связи. У каждой сотовой станции не было большой емкости для передачи большего количества вызовов. У AMPS также была плохая система безопасности, которая позволяла людям красть серийный код телефона, чтобы использовать его для совершения незаконных звонков. Все это вызвало поиск более мощной системы.

По результатам квеста ИС-54, первый американский стандарт 2G. В марте 1990 года в сети сотовой связи Северной Америки был включен стандарт IS-54B, первый в Северной Америке двухрежимный стандарт цифровой сотовой связи. Этот стандарт победил Motorolaузкополосный AMPS или N-AMPS, аналоговая схема, увеличивающая пропускную способность за счет сокращения голосовых каналов с 30 кГц до 10 кГц. ИС-54, напротив, увеличил пропускную способность цифровыми средствами с использованием TDMA протоколы. Этот метод разделяет вызовы по времени, помещая части отдельных разговоров на одну и ту же частоту, один за другим. TDMA утроила пропускную способность.

Используя IS-54, оператор сотовой связи может преобразовать любую из своих систем аналог голосовые каналы для цифровой. Двухрежимный телефон использует цифровые каналы там, где они доступны, и по умолчанию использует обычный AMPS там, где их нет. ИС-54 был обратная совместимость с аналоговой сотовой связью и действительно сосуществовали на тех же радиоканалах, что и AMPS. Не осталось клиентов-аналогов; они просто не могли получить доступ к новым возможностям ИС-54. ИС-54 также поддерживается аутентификация, помощь в предотвращении мошенничества.

Технические характеристики

IS-54 использует тот же разнос каналов 30 кГц и полосы частот (824–849 и 869–894 МГц), что и AMPS. Пропускная способность была увеличена по сравнению с предыдущей аналоговой схемой путем разделения каждой пары каналов 30 кГц на три временных интервала и цифрового сжатия голосовых данных, в результате чего пропускная способность вызовов в одной соте увеличилась в три раза. Цифровая система также сделала вызовы более безопасными, поскольку аналоговые сканеры не могли получить доступ к цифровым сигналам.

Стандарт IS-54 определяет 84 канала управления, 42 из которых используются совместно с AMPS. Для обеспечения совместимости с существующей сотовой телефонной системой AMPS в первичных прямом и обратном каналах управления в сотовых системах IS-54 используются те же методы передачи сигналов и схема модуляции (двоичная FSK), что и в AMPS. Инфраструктура AMPS / IS-54 может поддерживать использование аналоговых телефонов AMPS или телефонов D-AMPS.

Метод доступа, используемый для IS-54, - это множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), который был первым разработанным цифровым стандартом США. Он был принят TIA в 1992 году. TDMA подразделяет каждый из каналов AMPS 30 кГц на три полноскоростных канала TDMA, каждый из которых может поддерживать один голосовой вызов. Позже каждый из этих полноскоростных каналов был дополнительно разделен на два канала с половинной скоростью, каждый из которых, с необходимым кодированием и сжатием, мог также поддерживать голосовой вызов. Таким образом, TDMA может обеспечить в три-шесть раз большую пропускную способность каналов трафика AMPS. Первоначально TDMA была определена стандартом IS-54, а теперь определена в серии спецификаций IS-13x EIA / TIA.

Скорость передачи в канале для цифровой модуляции несущей составляет 48,6 кбит / с. Каждый кадр имеет шесть временных интервалов продолжительностью 6,67 мс. Каждый временной интервал несет 324 бита информации, из которых 260 бит предназначены для данных трафика с полной скоростью 13 кбит / с. Остальные 64 бита являются накладными; 28 из них предназначены для синхронизации, и они содержат определенную битовую последовательность, известную всем приемникам, для установления выравнивания кадров. Также, как и в случае с GSM, известная последовательность действует как обучающий шаблон для инициализации адаптивного эквалайзера.

Система IS-54 имеет разные последовательности синхронизации для каждого из шести временных интервалов, составляющих кадр, тем самым позволяя каждому приемнику синхронизироваться с его собственными заранее назначенными временными интервалами. Дополнительные 12 битов в каждом временном интервале предназначены для SACCH (т.е. информации управления системой). Цветовой код цифровой проверки (DVCC) является эквивалентом контрольного звукового сигнала, используемого в системе AMPS. Существует 256 различных 8-битных цветовых кодов, которые защищены кодом Хэмминга (12, 8, 3). Каждая базовая станция имеет свой собственный предварительно назначенный цветовой код, поэтому любые входящие мешающие сигналы от удаленных ячеек можно игнорировать.

Схема модуляции для IS-54 - это дифференциальная четвертичная фазовая манипуляция 7C / 4 (DQPSK), иначе известная как дифференциальная 7t / 4 4-PSK или π / 4 DQPSK. Этот метод обеспечивает скорость передачи данных 48,6 кбит / с при разносе каналов 30 кГц, что дает эффективность полосы пропускания 1,62 бит / с / Гц. Это значение на 20% лучше, чем у GSM. Основным недостатком этого типа метода линейной модуляции является неэффективность энергопотребления, что приводит к более тяжелому переносному устройству и, что еще более неудобно, к сокращению времени между подзарядками батарей.

Обработка звонков

Биты данных разговора составляют поле DATA. Шесть слотов составляют полный корпус ИС-54. ДАННЫЕ в слотах 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 образуют речевой канал. DVCC означает цифровой код цвета проверки, непонятную терминологию для уникального 8-битного значения кода, присвоенного каждой ячейке. G означает защитное время, период между каждым временным интервалом. RSVD означает зарезервированный. SYNC представляет собой синхронизацию, критическое поле данных TDMA. Каждый слот в каждом кадре должен быть синхронизирован со всеми остальными и главными часами, чтобы все работало.

Временные интервалы для направления от мобильного телефона к базе создаются иначе, чем в направлении от основного устройства к мобильному устройству. По сути, они несут одну и ту же информацию, но расположены по-разному. Обратите внимание, что в направлении от мобильного устройства к базе имеется 6-битное время линейного нарастания, позволяющее его передатчику достичь полной мощности, и 6-битный защитный диапазон, в течение которого ничего не передается. Эти 12 дополнительных битов в направлении от базовой станции к мобильной сети зарезервированы для использования в будущем.

Как только поступает вызов, мобильный телефон переключается на другую пару частот; голосовой радиоканал, который оператор системы сделал аналоговым или цифровым. Эта пара несет колл. При обнаружении сигнала IS-54 ему назначается цифровой канал трафика, если он доступен. Быстрый ассоциированный канал или FACCH выполняет передачу обслуживания во время вызова, при этом мобильному устройству не требуется возвращаться к каналу управления. В случае высокого уровня шума FACCH, встроенный в цифровой канал трафика, отменяет голосовую нагрузку, ухудшая качество речи для передачи управляющей информации. Цель состоит в том, чтобы поддерживать подключение. Медленный связанный канал управления или SACCH не выполняет передачу обслуживания, а передает такие вещи, как информация об уровне сигнала на базовую станцию.

В речевом кодере IS-54 используется методика, называемая линейное предсказание с векторной суммой (VSELP) кодирование. Это особый тип кодировщика речи в большом классе, известном как линейное предсказание с кодовым возбуждением (CELP) кодеры. Скорость кодирования речи 7,95 кбит / с обеспечивает качество восстановленной речи, аналогичное качеству аналоговой системы AMPS, использующей частотную модуляцию. Затем сигнал 7,95 кбит / с проходит через канальный кодер, который загружает битовую скорость до 13 кбит / с. Новый стандарт кодирования половинной скорости снижает общую скорость передачи данных для каждого вызова до 6,5 кбит / с и должен обеспечивать качество, сопоставимое со скоростью 13 кбит / с. Эта половина скорости дает пропускную способность канала в шесть раз больше, чем у аналогового AMPS.

Пример системы

Обсуждение системы связи не будет полным без объяснения примера системы. Объясняется двухрежимный сотовый телефон в соответствии со стандартом IS-54. Двухрежимный телефон может работать как в аналоговой, так и в двухрежимной ячейке. И передатчик, и приемник поддерживают схемы аналогового FM и цифрового множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA). Цифровая передача предпочтительна, поэтому, когда сотовая система имеет цифровые возможности, мобильному устройству сначала назначается цифровой канал. Если цифровые каналы недоступны, сотовая система назначит аналоговый канал. Передатчик преобразует аудиосигнал в радиочастоту (RF), а приемник преобразует радиосигнал в аудиосигнал. Антенна фокусирует и преобразует радиочастотную энергию для приема и передачи в свободное пространство. Панель управления служит механизмом ввода-вывода для конечного пользователя; он поддерживает клавиатуру, дисплей, микрофон и динамик. Координатор синхронизирует передачу и принимает функции мобильного устройства. Двухрежимный сотовый телефон состоит из следующего:

• Передатчик
• Антенна в сборе
• Приемник
• Панель управления
• Координатор

Технологии-преемники

К 1993 году американская сотовая связь снова исчерпала свои возможности, несмотря на массовый переход на IS-54. Американский сотовый бизнес продолжал процветать. Количество подписчиков выросло с полутора миллионов клиентов в 1988 году до более чем тринадцати миллионов подписчиков в 1993 году. Существовали возможности для других технологий, которые могли удовлетворить растущий рынок. Технологии, последовавшие за ИС-54, остались на заложенной им цифровой основе.

ИС-136

Были предприняты практические шаги по усовершенствованию ИС-54, что в конечном итоге добавило дополнительный канал к гибридной конструкции ИС-54. В отличие от IS-54, IS-136 использует мультиплексирование с временным разделением для передачи голоса и канала управления. Цифровой канал управления обеспечивает покрытие жилых и внутренних помещений, значительно увеличенное время работы от батареи, несколько приложений для обмена сообщениями, беспроводную активацию и расширенные приложения для передачи данных. Системы IS-136 должны были поддерживать миллионы телефонов AMPS, большинство из которых были разработаны и изготовлены до рассмотрения IS-54 и IS-136. IS-136 добавил ряд функций к исходной спецификации IS-54, включая обмен текстовыми сообщениями, данные с коммутацией каналов (CSD) и улучшенный протокол сжатия. Каналы трафика TDMA IS-136 используют модуляцию π / 4-DQPSK при 24,3-килобод канальной скорости и обеспечивает эффективную скорость передачи данных 48,6 кбит / с в шести временных интервалах, составляющих один кадр в канале 30 кГц.

Закат для D-AMPS в США и Канаде

AT&T Мобильность, крупнейший оператор США, поддерживающий D-AMPS (который он называет «TDMA»), отключил свою существующую сеть, чтобы предоставить спектр для своих GSM и UMTS платформ на 19 рынках беспроводной связи, который начался 30 мая 2007 г., а в других областях - в июне и июле. Сеть TDMA на этих рынках работает на частоте 1900 МГц и не сосуществует с сетью AMPS. Обслуживание на остальных рынках TDMA 850 МГц было прекращено вместе с услугой AMPS 18 февраля 2008 г., за исключением областей, где обслуживание предоставлялось Dobson Communications. Сеть Dobson TDMA и AMPS была закрыта 1 марта 2008 г.

31 мая 2007 г. Rogers Wireless списала свои сети D-AMPS и AMPS и переместила оставшихся клиентов из этих старых сетей в свою сеть GSM.

Alltel завершили отключение своих сетей D-AMPS и AMPS в сентябре 2008 года. Последним оператором связи в США, который эксплуатировал сеть D-AMPS, был Сотовая связь в США, которая закрыла свою сеть D-AMPS в феврале 2009 года.

Рекомендации

Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Апрель 2009 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

• Документ о СЭВ

внешняя ссылка

• Структура временных интервалов для ИС-136 и ИС-54