Cosa sono i D-AMP nel 2G?

D-AMPS, o Digital Advanced Mobile Phone System, è una tecnologia di comunicazione wireless di seconda generazione (2G) ampiamente utilizzata negli Stati Uniti alla fine del XX secolo. D-AMPS ha rappresentato un progresso significativo rispetto al suo predecessore, l’AMPS (Advanced Mobile Phone System) analogico, introducendo la tecnologia digitale per una migliore qualità vocale, una migliore capacità e vari altri vantaggi. In questa spiegazione dettagliata, approfondiremo gli aspetti chiave del D-AMPS, inclusa la sua storia, le specifiche tecniche e il modo in cui funzionava.

Contesto storico:

D-AMPS è stato sviluppato come sostituto digitale del sistema AMPS analogico, che è stata la prima rete cellulare ampiamente utilizzata negli Stati Uniti. L’AMPS, introdotto negli anni ’80, utilizzava tecniche di modulazione analogica per trasmettere voce e dati sulle onde radio. Sebbene l’AMPS rappresentasse un progresso significativo ai suoi tempi, soffriva di limitazioni in termini di capacità di chiamata, qualità della voce e suscettibilità alle interferenze. Per risolvere questi problemi è stato introdotto il D-AMPS.

Progressi digitali:

D-AMPS, noto anche come IS-54 e IS-136, ha portato la tecnologia digitale nelle comunicazioni cellulari. Ha utilizzato varie tecniche digitali per migliorare l’efficienza e le prestazioni della rete mobile. Ecco alcuni dei principali progressi digitali in D-AMPS:

Compressione vocale digitale: D-AMPS utilizza algoritmi di compressione vocale digitale per convertire i segnali vocali analogici in formato digitale. Ciò ha consentito un utilizzo più efficiente della larghezza di banda disponibile e una migliore qualità della voce rispetto ad AMPS.
Accesso multiplo a divisione temporale (TDMA): D-AMPS utilizzava TDMA, un metodo di accesso digitale, per dividere lo spettro di frequenze in intervalli di tempo. Ogni canale era diviso in tre fasce orarie, consentendo a più utenti di condividere la stessa frequenza. Ciò ha aumentato significativamente la capacità della rete rispetto ad AMPS, che utilizzava un segnale analogico continuo.
Riutilizzo della frequenza: D-AMPS utilizzava un’architettura cellulare con celle divise in settori. Ciò ha consentito il riutilizzo delle frequenze tra celle diverse, aumentando ulteriormente la capacità della rete e riducendo le interferenze.
Correzione degli errori: La tecnologia digitale in D-AMPS ha consentito tecniche di correzione degli errori, che hanno migliorato l’affidabilità della trasmissione dei dati.

Specifiche tecniche:

Per fornire una comprensione più dettagliata del D-AMPS, esploriamo le sue specifiche tecniche:

Bande di frequenza: D-AMPS funzionava in due bande di frequenza: la banda da 800 MHz e la banda da 1900 MHz. La banda da 800 MHz veniva utilizzata principalmente per le aree urbane e suburbane, mentre la banda da 1900 MHz, nota anche come PCS (Personal Communications Service), veniva utilizzata nelle aree urbane più densamente popolate.
Canali: I canali D-AMPS erano larghi 30 kHz ed erano divisi in tre fasce orarie, ciascuna in grado di ospitare una singola conversazione. Questa struttura TDMA consentiva fino a tre conversazioni simultanee su un singolo canale.
Schema di modulazione: D-AMPS utilizzava una forma di modulazione digitale nota come π/4 Differential Quadrature Phase Shift Keying (π/4 DQPSK) per la trasmissione dei dati. Questo schema di modulazione ha fornito un uso efficiente della larghezza di banda e resistenza alle interferenze multipercorso.
Velocità dati: D-AMPS offriva velocità dati fino a 14,4 kbps, adatta per servizi dati di base come messaggi di testo e semplici applicazioni dati.

Operazione:

D-AMPS operava in modo da consentire un’efficiente comunicazione voce e dati all’interno della sua area di copertura. Ecco come ha funzionato:

Registrazione: Quando un dispositivo mobile si accendeva o entrava in un’area di copertura D-AMPS, avviava un processo di registrazione con la cella più vicina. Durante la registrazione, il dispositivo ha fornito informazioni alla rete, come il numero di identificazione mobile (MIN) e il numero di serie elettronico (ESN).
Impostazione chiamata: Per effettuare una chiamata, l’utente ha composto il numero desiderato sul proprio dispositivo mobile. La richiesta di chiamata è stata inviata al cellulare più vicino, che ha poi instradato la chiamata alla destinazione appropriata.
Compressione vocale: La voce dell’utente è stata campionata, digitalizzata e compressa utilizzando algoritmi di compressione vocale digitale. Questi dati vocali compressi sono stati quindi trasmessi in uno degli intervalli di tempo sul canale assegnato.
Operazione TDMA: TDMA consentiva a più utenti di condividere la stessa frequenza dividendola in fasce orarie. A ogni utente è stata assegnata una fascia oraria specifica per la conversazione, garantendo che più conversazioni potessero avvenire contemporaneamente sullo stesso canale.
Handover: Quando un dispositivo mobile si sposta da una cella all’altra, D-AMPS facilita i passaggi senza interruzioni. Il sistema trasferirebbe la chiamata in corso da un cellulare all’altro senza interrompere la conversazione.

Vantaggi e limitazioni:

D-AMPS ha portato diversi vantaggi nel mondo della comunicazione mobile:

Qualità della voce migliorata: Le tecniche di compressione e modulazione della voce digitale hanno prodotto una migliore qualità della voce rispetto ai sistemi analogici come AMPS.
Maggiore capacità: La struttura TDMA e il riutilizzo della frequenza hanno consentito di ospitare più utenti nello stesso spettro di frequenze, aumentando la capacità complessiva della rete.
Servizi dati: Sebbene progettato principalmente per la comunicazione vocale, D-AMPS supportava servizi dati di base come messaggi di testo e applicazioni dati a bassa velocità.

Tuttavia, D-AMPS presentava anche delle limitazioni:

Velocità dati limitata: D-AMPS aveva una velocità dati massima di 14,4 kbps, rendendolo inadatto per i servizi dati ad alta velocità che sarebbero diventati popolari nelle generazioni successive di tecnologia mobile.
Problemi di compatibilità: D-AMPS non era standardizzato a livello globale, il che ne limitava la compatibilità internazionale. È stato utilizzato principalmente negli Stati Uniti e in alcuni altri paesi.
Efficienza dello spettro: Pur essendo più efficiente dei sistemi analogici, il D-AMPS doveva ancora affrontare sfide in termini di efficienza dello spettro rispetto alle successive tecnologie 2G come il GSM.

Eredità ed evoluzione:

D-AMPS ha svolto un ruolo cruciale nell’evoluzione della comunicazione mobile introducendo la tecnologia digitale e aprendo la strada a tecnologie 2G e 3G più avanzate. Con la crescita della domanda di velocità dati più elevate e servizi più avanzati, D-AMPS è stato gradualmente eliminato a favore di tecnologie come GSM (Sistema globale per comunicazioni mobili) e CDMA (Accesso multiplo a divisione di codice).

In conclusione, D-AMPS, o Digital Advanced Mobile Phone System, ha rappresentato una pietra miliare significativa nella storia della comunicazione mobile. Ha portato la tecnologia digitale sulle reti 2G, migliorando la qualità della voce, aumentando la capacità e ponendo le basi per ulteriori progressi nel mondo della comunicazione wireless. Sebbene sia stata in gran parte sostituita da tecnologie più avanzate nei tempi moderni, la sua eredità continua a influenzare la progettazione e il funzionamento delle reti mobili oggi.