Wat zijn D-AMPS in 2G?

Wat zijn D-AMPS in 2G?

D-AMPS, of Digital Advanced Mobile Phone System, is een draadloze communicatietechnologie van de tweede generatie (2G) die eind 20e eeuw op grote schaal werd gebruikt in de Verenigde Staten. D-AMPS vertegenwoordigde een aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van zijn voorganger, het analoge Advanced Mobile Phone System (AMPS), door de introductie van digitale technologie voor verbeterde spraakkwaliteit, verbeterde capaciteit en diverse andere voordelen. In deze gedetailleerde uitleg zullen we ingaan op de belangrijkste aspecten van D-AMPS, inclusief de geschiedenis, technische specificaties en hoe het werkte.

Historische context:

D-AMPS is ontwikkeld als digitale vervanging voor het analoge AMPS-systeem, het eerste wijdverbreide mobiele netwerk in de Verenigde Staten. AMPS, geïntroduceerd in de jaren tachtig, gebruikte analoge modulatietechnieken om spraak en gegevens via de ether te verzenden. Hoewel AMPS in zijn tijd een aanzienlijke vooruitgang was, had het te kampen met beperkingen op het gebied van gesprekscapaciteit, stemkwaliteit en gevoeligheid voor interferentie. Om deze problemen aan te pakken, werd D-AMPS geïntroduceerd.

Digitale vooruitgang:

D-AMPS, ook bekend als IS-54 en IS-136, bracht digitale technologie naar cellulaire communicatie. Het maakte gebruik van verschillende digitale technieken om de efficiëntie en prestaties van het mobiele netwerk te verbeteren. Hier zijn enkele van de belangrijkste digitale ontwikkelingen in D-AMPS:

1. Digitale stemcompressie:D-AMPS gebruikte algoritmen voor digitale stemcompressie om analoge stemsignalen naar digitaal formaat om te zetten. Dit maakte een efficiënter gebruik van de beschikbare bandbreedte en een verbeterde spraakkwaliteit mogelijk in vergelijking met AMPS.
2. Tijdverdeling meervoudige toegang (TDMA):D-AMPS gebruikte TDMA, een digitale toegangsmethode, om het frequentiespectrum in tijdslots te verdelen. Elk kanaal was verdeeld in drie tijdslots, waardoor meerdere gebruikers dezelfde frequentie konden delen. Hierdoor werd de capaciteit van het netwerk aanzienlijk vergroot in vergelijking met AMPS, dat een continu analoog signaal gebruikte.
3. Frequentie hergebruik:D-AMPS maakte gebruik van een cellulaire architectuur waarbij cellen in sectoren waren verdeeld. Dit maakte het hergebruik van frequenties over verschillende cellen mogelijk, waardoor de netwerkcapaciteit verder werd vergroot en de interferentie werd verminderd.
4. Foutcorrectie:Digitale technologie in D-AMPS maakte foutcorrectietechnieken mogelijk, waardoor de betrouwbaarheid van de datatransmissie verbeterde.

Technische specificaties:

Laten we, voor een gedetailleerder begrip van D-AMPS, de technische specificaties ervan bekijken:

1. Frequentiebanden:D-AMPS werkte in twee frequentiebanden: de 800 MHz-band en de 1900 MHz-band. De 800 MHz-band werd voornamelijk gebruikt voor stedelijke en voorstedelijke gebieden, terwijl de 1900 MHz-band, ook bekend als PCS (Personal Communications Service), werd ingezet in dichter bevolkte stedelijke gebieden.
2. Kanalen:D-AMPS-kanalen waren 30 kHz breed en waren verdeeld in drie tijdslots, waarin elk gesprek plaats kon vinden. Deze TDMA-structuur maakte maximaal drie gelijktijdige gesprekken op één kanaal mogelijk.
3. Modulatieschema:D-AMPS gebruikte een vorm van digitale modulatie die bekend staat als π/4 Differential Quadrature Phase Shift Keying (π/4 DQPSK) voor datatransmissie. Dit modulatieschema zorgde voor een efficiënt gebruik van bandbreedte en weerstand tegen multipath-interferentie.
4. Datasnelheden:D-AMPS bood datasnelheden tot 14,4 kbps, wat geschikt was voor basisdatadiensten zoals sms-berichten en eenvoudige datatoepassingen.

Operatie:

D-AMPS werkte op een manier die efficiënte spraak- en datacommunicatie binnen het dekkingsgebied mogelijk maakte. Hier is hoe het werkte:

1. Registratie:Wanneer een mobiel apparaat werd ingeschakeld of een D-AMPS-dekkingsgebied binnenging, startte het een registratieproces met de dichtstbijzijnde cel. Tijdens de registratie verstrekte het apparaat informatie aan het netwerk, zoals het mobiele identificatienummer (MIN) en het elektronische serienummer (ESN).
2. Oproep instellen:Om te bellen, draaide de gebruiker het gewenste nummer op zijn mobiele apparaat. Het oproepverzoek werd naar de dichtstbijzijnde cel gestuurd, die de oproep vervolgens naar de juiste bestemming doorstuurde.
3. Stemcompressie:De stem van de gebruiker werd bemonsterd, gedigitaliseerd en gecomprimeerd met behulp van digitale stemcompressie-algoritmen. Deze gecomprimeerde spraakgegevens werden vervolgens verzonden in een van de tijdslots op het toegewezen kanaal.
4. TDMA-bediening:Met TDMA konden meerdere gebruikers dezelfde frequentie delen door deze in tijdslots te verdelen. Elke gebruiker kreeg een specifiek tijdslot toegewezen voor zijn gesprek, zodat meerdere gesprekken tegelijkertijd op hetzelfde kanaal konden plaatsvinden.
5. Overdrachten:Terwijl een mobiel apparaat van de ene cel naar de andere werd verplaatst, faciliteerde D-AMPS naadloze overdrachten. Het systeem zou het lopende gesprek van de ene cel naar de andere overbrengen zonder het gesprek te onderbreken.

Voordelen en beperkingen:

D-AMPS bracht verschillende voordelen met zich mee in de wereld van mobiele communicatie:

1. Verbeterde stemkwaliteit:Digitale stemcompressie- en modulatietechnieken resulteerden in een betere stemkwaliteit vergeleken met analoge systemen zoals AMPS.
2. Verhoogde capaciteit:Dankzij de TDMA-structuur en het hergebruik van frequenties konden meer gebruikers in hetzelfde frequentiespectrum worden ondergebracht, waardoor de algehele capaciteit van het netwerk toenam.
3. Gegevensdiensten:Hoewel D-AMPS in de eerste plaats was ontworpen voor spraakcommunicatie, ondersteunde het basisdatadiensten zoals sms-berichten en datatoepassingen met lage snelheid.

D-AMPS had echter ook beperkingen:

1. Beperkte datasnelheid:D-AMPS had een maximale datasnelheid van 14,4 kbps, waardoor het ongeschikt was voor snelle datadiensten die populair zouden worden in latere generaties mobiele technologie.
2. Compatibiliteitsproblemen:D-AMPS was niet wereldwijd gestandaardiseerd, wat de internationale compatibiliteit ervan beperkte. Het werd voornamelijk gebruikt in de Verenigde Staten en een paar andere landen.
3. Spectrumefficiëntie:Hoewel D-AMPS efficiënter was dan analoge systemen, kreeg hij nog steeds te maken met uitdagingen op het gebied van spectrumefficiëntie in vergelijking met latere 2G-technologieën zoals GSM.

Erfenis en evolutie:

D-AMPS speelde een cruciale rol in de evolutie van mobiele communicatie door digitale technologie te introduceren en de weg vrij te maken voor meer geavanceerde 2G- en 3G-technologieën. Naarmate de vraag naar hogere datasnelheden en meer geavanceerde diensten groeide, werd D-AMPS geleidelijk afgebouwd ten gunste van technologieën als GSM (Global System for Mobile Communications) en CDMA (Code Division Multiple Access).

Kortom, D-AMPS, of Digital Advanced Mobile Phone System, was een belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van mobiele communicatie. Het bracht digitale technologie naar 2G-netwerken, waardoor de spraakkwaliteit werd verbeterd, de capaciteit werd vergroot en de weg werd geëffend voor verdere vooruitgang in de wereld van draadloze communicatie. Hoewel het in de moderne tijd grotendeels is vervangen door meer geavanceerde technologieën, blijft de erfenis ervan het ontwerp en de werking van mobiele netwerken vandaag de dag beïnvloeden.