Το AMPS πρόκειται για ένα από τα πρώτα συστήματα κινητής τηλεφωνίας και στηρίζεται στην αναλογική τεχνολογία. Δημιουργήθηκε από τα Bell Labs και υλοποιήθηκε για πρώτη φορά στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1982. Το ίδιο σύστημα χρησιμοποιήθηκε και σε άλλες χώρες, με το ίδιο, ή διαφορετικό όνομα. Για παράδειγμα, στη Μεγάλη Βρετανία ονομαζόταν ΕTACS και στην Ιαπωνία MCS-L1.
Το AMPS αποτελεί ένα κυψελοειδές σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι ολόκληρη η περιοχή που πρόκειται να καλυφθεί χωρίζεται σε κελιά. Τα κελιά στο AMPS έχουν μήκος από 10 έως 20 χλμ. Επίσης, όπως και σε κάθε κυψελοειδές σύστημα επικοινωνιών, γίνεται χρήση της ιδιότητας της επαναχρησιμοποίησης των συχνοτήτων (frequency reuse) και των διαφόρων τύπων κελιών (microcells, macrocells, κλπ) για τα οποία έχουμε ήδη μιλήσει.
Στο κέντρο του κάθε κελιού βρίσκεται ένας σταθμός, ο οποίος ονομάζεται Σταθμός Βάσης Πομποδέκτη (Base Transceiver Station - BTS) και ο οποίος δέχεται τις μεταδόσεις από όλους τους κινητούς σταθμούς (Mobile Station - MS) που βρίσκονται μέσα στο κελί. Ο Base Transceiver Station αποτελείται από έναν υπολογιστή και έναν πομποδέκτη που είναι συνδεδεμένος με μια κεραία. Σε ένα μικρό σύστημα, όλοι οι σταθμοί βάσης πομποδέκτη συνδέονται σε μια κεντρική μονάδα η οποία καλείται MTSO (Mobile Telephone Switching Office), ή MSC (Mobile Switching Center). Σε ένα μεγαλύτερο σύστημα, μπορεί να χρειάζονται περισσότερα από ένα MSCs, τα οποία με τη σειρά τους συνδέονται σε ένα μεγαλύτερο MSC κ.ο.κ. Τα MSCs είναι παρόμοια με τα τερματικά κέντρα (end offices) του παραδοσιακού τηλεφωνικού συστήματος και βρίσκονται συνδεδεμένα με ένα τουλάχιστον τερματικό σύστημα του δικτύου σταθερής τηλεφωνίας. Οι λειτουργίες που εκτελούν περιλαμβάνουν τη δρομολόγηση των κλήσεων από και προς τις κινητές συσκευές προς και από το δίκτυο κινητής ή σταθερής τηλεφωνίας, τη διασύνδεση των σταθμών βάσης πομποδέκτη και τη διασύνδεση των ίδιων των MSCs μεταξύ τους.
Η Διαδικασία της μεταβίβασης κελιού (Handover)
Ανά πάσα χρονική στιγμή, ο κάθε χρήστης βρίσκεται μέσα σε κάποιο κελί κάτω από τον έλεγχο του BTS. Καθώς ο χρήστης αρχίζει να απομακρύνεται από το κελί, το BTS αντιλαμβάνεται την εξασθένηση του σήματος που λαμβάνει από το MS του χρήστη και ζητά από τα γειτονικά BTSs να του αναφέρουν το επίπεδο της ισχύος που λαμβάνουν από το συγκεκριμένο MS. Αφού λάβει όλες τις απαντήσεις, τις συγκρίνει και μεταβιβάζει τo MS στο σταθμό βάσης που λαμβάνει το ισχυρότερο σήμα. Στη συνέχεια το δίκτυο ενημερώνει τη συσκευή σχετικά με το νέο σταθμό βάσης της και στην περίπτωση που υπάρχει κάποια κλήση σε εξέλιξη, το MS ενημερώνεται για τη νέα συχνότητα (κανάλι) στην οποία θα πρέπει να μεταβεί, μιας και η προηγούμενη δε χρησιμοποιείται σε κανένα από τα γειτονικά κελιά. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται μεταβίβαση κελιού (handover) και διαρκεί περίπου 300 msec. Η ανάθεση καναλιών (συχνοτήτων) στις συσκευές γίνεται από τα MSCs, τα οποία αποτελούν το νευρικό σύστημα του δικτύου. Τα BTSs αποτελούν στην ουσία απλές συσκευές αναμετάδοσης ραδιοκυμάτων. Στο ψηφιακό σύστημα η διαδικασία μεταβίβασης είναι παρόμοια, μόνο που ο κινητός σταθμός έχει πιο ενεργό ρόλο, καθώς αυτός είναι υπεύθυνος για την αναφορά του επιπέδου της ισχύος του λαμβανόμενου σήματος από τα γειτονικά κελιά [10].
Το AMPS χρησιμοποιεί στο σύνολο 832 κανάλια αμφίδρομης επικοινωνίας, όπου το κάθε ένα αποτελείται από ένα ζευγάρι μονόδρομων καναλιών. Δηλαδή, υπάρχουν 832 μονόδρομα κανάλια μετάδοσης δεδομένων σε συχνότητες από 824 έως 849 MHz και άλλα 832 μονόδρομα κανάλια λήψης δεδομένων σε συχνότητες από 869 έως 894 MHz. Το κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 30 kHz και χρησιμοποιείται για την εξυπηρέτηση ενός μόνο χρήστη τη φορά. Το AMPS χρησιμοποιεί την τεχνική πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας (Frequency Division Multiplexing) [3] για να διαχωρίσει τα διαφορετικά κανάλια σε κάθε κελί.
Από τα 832 κανάλια δε χρησιμοποιούνται όλα για τη μετάδοση φωνής. Ειδικότερα, χωρίζονται σε τέσσερις υπο-κατηγορίες:
a) Κανάλια Ελέγχου - Χρησιμοποιούνται μόνο από το BTS για την αποστολή μηνυμάτων διαχείρισης στα MSs.
b) Κανάλια Τηλε-ειδοποίησης (paging) - Χρησιμοποιούνται από το BTS για την ειδοποίηση των MSs όταν δέχονται μια κλήση.
c) Κανάλια Πρόσβασης (Access Channels) - Χρησιμοποιούνται από το MS για την εγκατάσταση μιας κλήσης και από το BTS για την ανάθεση καναλιών στα MSs.
d) Κανάλια Δεδομένων - Χρησιμοποιούνται και από το MS και από το BTS για τη μετάδοση φωνής και δεδομένων.
Από τα 832 κανάλια τα 21 είναι δεσμευμένα μόνο για μεταφορά πληροφοριών ελέγχου, οι συχνότητες των οποίων είναι σταθερές και αποθηκευμένες στο εσωτερικό των όλων κινητών συσκευών που χρησιμοποιούν το σύστημα AMPS. Επιπρόσθετα, λόγω του ότι δε μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ίδιες συχνότητες σε γειτονικά κελιά, ο πραγματικός αριθμός διαθέσιμων καναλιών φωνής είναι πολύ μικρότερος από 832, περίπου 45 κανάλια ανά κελί.
Στο παρακάτω σχήμα δίδεται ένα παράδειγμα της εξυπηρέτησης δύο ταυτόχρονων κλήσεων σε ένα κελί. Όπως μπορούμε να δούμε, το κάθε αμφίδρομο κανάλι πρόκειται στην ουσία για ένα ζευγάρι από μονόδρομα κανάλια και έχει εύρος ζώνης 30 kHz.
Στο παραπάνω σχήμα θεωρήσαμε ότι από τα 45 κανάλια του κελιού χρησιμοποιούνται τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή μόνο τα 2. Θεωρήσαμε επίσης ότι το ζεύγος συχνοτήτων 824 MHz και 869 MHz αποτελεί την αμφίδρομη ζεύξη μεταφοράς δεδομένων για το κανάλι (χρήστη) 1, ενώ το ζεύγος συχνοτήτων 824,03 MHz και 869,03 MHz αποτελεί την αμφίδρομη ζεύξη μεταφοράς δεδομένων για το κανάλι (χρήστη) 2. Στο σχήμα φαίνονται επίσης και οι δεσμευμένες συχνότητες που χρησιμοποιούνται από τα κανάλια ελέγχου.