Улучшенная мобильная телефонная служба ( IMTS ) была досотовой системой радиосвязи VHF / UHF , которая была связана с общественной телефонной сетью . IMTS была радиотелефонным эквивалентом наземной телефонной связи. Представленная в 1964 году, она заменила мобильную телефонную службу (MTS) и улучшила большинство систем MTS, предлагая прямой набор вместо соединений через живого оператора и полнодуплексную работу, чтобы обе стороны могли говорить одновременно.
Первоначальная система мобильной телефонной связи Bell System в США и Канаде включает три диапазона частот: VHF Low (35–44 МГц, 9 каналов), VHF High (152–158 МГц, 11 каналов в США, 13 каналов в Канаде) и UHF (454–460 МГц, 12 каналов). Альтернативными названиями были «Low Band», «High band» и «UHF». В дополнение к каналам Bell system ( проводной оператор ), еще 7 каналов на VHF и 12 каналов на UHF были предоставлены компаниям, не занимающимся проводной связью, обозначенным как «RCC» (Radio Common Carriers). Эти каналы RCC были смежными с частотами Bell System.
RCC также разрешалось предлагать услуги пейджинга "биперам" или " пейджерам " на вторичной основе на тех же каналах, но вскоре, с ростом пейджинга, услуги мобильной связи RCC стали иметь меньший приоритет. Некоторые RCC использовали технологию IMTS, но большинство приняли систему "Secode-2805", которая позволяла осуществлять одновременный пейджинг, поэтому через несколько лет преобладающим поставщиком услуг мобильной связи стала компания Bell System.
Определенный провайдер мог предлагать услуги на одном, двух или всех трех диапазонах, хотя IMTS никогда не предлагалась на низком диапазоне (только MTS, но у Whidbey Telephone в штате Вашингтон была специально разработанная система прямого набора). Они были склонны к перегрузке сети и помехам, поскольку радиостанция, расположенная ближе к терминалу, иногда перехватывала канал из-за своего более сильного сигнала. Сотовые сети исправили эту проблему, уменьшив площадь, покрываемую одной вышкой («сотой»), и увеличив количество сот. Недостатком этого является то, что для покрытия заданной области требуется больше вышек. Таким образом, системы IMTS и MTS все еще существуют в некоторых отдаленных районах, поскольку это может быть единственным возможным способом покрыть большую малонаселенную территорию.
Базовая операция IMTS была очень продвинутой для своего времени, учитывая, что интегральные схемы не были широко доступны. Самый распространенный телефон IMTS, Motorola серии TLD-1100, использовал две печатные платы размером около 8 квадратных дюймов для выполнения сканирования каналов и процесса декодирования цифр, а вся логика выполнялась с помощью дискретных транзисторов. В определенном городе один канал базовой станции IMTS был «отмечен как свободный» путем передачи устойчивого тона «холостого хода» частотой 2000 Гц. Мобильные телефоны сканировали доступные частоты и фиксировались на канале, передающем тон холостого хода. Когда на мобильный телефон поступал звонок, тон холостого хода менялся на тон «захвата канала» частотой 1800 Гц (тон холостого хода появлялся на другой частоте, если она была доступна), а 7-значный номер мобильного телефона (три цифры NPA и последние четыре цифры номера абонента, NXX не отправлялся) отправлялся в виде импульсов дискового набора, переключаясь между 2000 и 1800 Гц для представления цифр. Любой мобильный телефон, распознающий, что звонок был для кого-то другого, возобновит сканирование для тона ожидания метки, в то время как вызываемый мобильный телефон затем передаст тон «охраны» 2150 Гц обратно на базовую станцию. Это также инициирует звонок на мобильном телефоне, и когда мобильный абонент поднимет трубку, тон «подключения» 1633 Гц будет отправлен обратно на базовую станцию, чтобы указать на контроль ответа, и голосовой путь будет отключен. Когда мобильный телефон повесит трубку, будет отправлен пакет чередующихся тонов 1336 «отключения» и 1800 Гц «захвата», чтобы позволить базовой станции обслужить другой вызов.
Мобильные телефоны будут инициировать вызовы, отправляя пакет тонального сигнала соединения, на который базовая станция ответит пакетом тонального сигнала захвата. Затем мобильный телефон ответит своей идентификацией, состоящей из его кода города и последних четырех цифр телефонного номера, отправленных с частотой 20 импульсов в секунду, как и при внутреннем наборе, но с добавлением элементарной проверки четности. Цифры формируются с помощью последовательности импульсов чередующихся тонов, либо соединения и тишины (для нечетных цифр), либо соединения и защиты (для четных цифр). Когда базовая станция получит идентификацию вызывающей стороны, она отправит звонок на мобильный телефон. Затем пользователь будет использовать дисковый набор, который отправит набранные цифры в виде чередующейся последовательности импульсов 10 pps (первоначально сформированной непосредственно дисковым набором) тональных сигналов соединения и защиты.
Системы IMTS обычно имели мощность передатчика 25 Вт на мобильной станции и 100-250 Вт на терминале — в отличие от более новых сотовых автомобильных телефонов, которые имели максимальную выходную мощность 3 Вт, и современных сотовых телефонов с выходной мощностью 0,6 Вт. Мобильные установки обычно состояли из «головного блока» или телефонной трубки, которая находилась в подставке с клавиатурой прямого набора. Они выглядели и функционировали во многом как стационарный или проводной телефон. В отличие от сотовых телефонов, эти устройства пропускали тональный сигнал набора, когда трубка поднималась с подставки, и таким образом больше походили на стационарный телефон. Было отдельное большое шасси радиоприемопередатчика, обычно размером не менее квадратного фута и высотой 6 дюймов, установленное либо в багажнике, либо под сиденьями автомобиля. Эти приемопередатчики были подключены к подставке трубки с помощью многожильного кабеля, обычно толщиной около 0,5 дюйма.
Мобильные антенны почти всегда требовали сверления отверстия в кузове автомобиля для установки антенны; до 1970-х годов не было антенн «на стекле» — они были разработаны позже для сотовых телефонов, устанавливаемых в автомобилях. Эти штыревые антенны были очень похожи на те, которые использовались для радиостанций CB , и были около 19 дюймов в длину (1/4 длины волны при 155 МГц). Эти мобильные телефонные системы требовали большого количества энергии (от 10 до 15 ампер при 12 вольтах), и она подавалась по толстому кабелю питания, подключенному непосредственно к аккумулятору автомобиля. Поэтому было вполне возможно и не редкостью, что телефон IMTS разряжал аккумулятор автомобиля, если использовался в течение умеренных периодов времени без работающего двигателя автомобиля или если его оставляли включенным на ночь. Опционально эти устройства также подключались к автомобильному гудку и могли подавать сигнал в качестве звонка, чтобы вызвать пользователя, который отсутствовал в машине.
Устройства IMTS были полнодуплексными , то есть пользователь мог одновременно говорить и слышать собеседника. Это было улучшением по сравнению с более ранними системами MTS, большинство из которых были полудуплексными , позволяя передавать только одному абоненту за раз; пользователю приходилось «нажимать, чтобы говорить», чтобы говорить, а затем «отключать» передатчик, чтобы слышать собеседника на линии. В 1960 году General Electric представила мобильные телефоны MTS серии DTO «Progress Line», которые были полнодуплексными, хотя абонентам по-прежнему требовалось нажимать кнопку «нажимать, чтобы говорить» на трубке, чтобы говорить.
Также существовали портативные радиостанции IMTS (Yaesu's vintage Traveler 1982 года), которые работали на 2-4 Вт, и все они были полудуплексными. По сути, это были модифицированные "рации" с клавиатурой DTMF (двухтональный многочастотный набор), прикрепленной к передней панели, которая обманывала терминал, заставляя его поверить, что мобильный телефон IMTS использует систему. Эти устройства были не очень распространены или практичны, поскольку им не хватало мощности для надежного подключения к базовой станции на расстояниях, обычных для систем IMTS. Компромисс существовал с телефоном-портфелем, который имел несколько большую мощность в диапазоне от 10 до 20 Вт (в зависимости от того, сколько батареи было в портфеле), и который был полнодуплексным. Типичные телефоны-портфели IMTS производились компаниями Canyon, GCS, SCM Melabs и Livermore Data Systems.
Базовые станции IMTS обычно охватывали область диаметром 40–60 миль. Этот расширенный диапазон был обусловлен как большой мощностью передатчика, так и во многих случаях более высоким размещением антенн на расстоянии от 100 до 500 футов. Базовые станции IMTS в крупных городах имели до 7 или 8 каналов, в то время как сельские станции имели всего один или два канала. Каждый телефонный разговор (соединение) требовал исключительного использования канала в течение всего времени. Из-за этого ограничения эти системы имели гораздо меньшую емкость, чем сотовые системы, и все каналы были заняты. В крупных городах это диктовало очень ограниченное количество одновременных звонков. Каждому абоненту предоставлялся пакет инструкций по набору и использованию. Роуминг (прием звонков из «домашней зоны») достигался путем выбора определенных каналов, используемых вышкой и поставщиком услуг, в котором находился пользователь, и набора трехзначного кода, тем самым регистрируя номер наземного телефона пользователя в этом месте. Этот процесс приходилось повторять на каждой вышке, которая, как отмечалось, обычно имела радиус действия 40–60 миль. В некоторых зонах была только полудуплексная (односторонняя) связь, и требовался переключатель «нажми и говори» в трубке, между мундштуком и наушником. Два индикатора на «голове» указывали на занятость (красный), если не было свободных каналов, и на использование (зеленый), если канал был подключен к вышке или нажат переключатель «нажми и говори». Шифрования не было, и все разговоры были публичными.
Частоты, перечисленные ниже (в МГц), ранее использовались в мобильной телефонной службе США и Канады и в улучшенной мобильной телефонной службе. Каналы нижнего диапазона с префиксом "Z" всегда работали в режиме MTS или ручном режиме. Каналы "Z" были проданы на аукционе FCC примерно в 2003 году другим службам и в основном остаются неиспользованными. Частоты VHF и UHF были открыты для других служб, не связанных с мобильной телефонией, и в основном переназначены. [1]
Два канала диапазона высоких частот VHF, обозначенные JJ и JW, использовались только в Канаде и были недоступны для использования в Соединенных Штатах.
Технология IMTS серьезно ограничивала общее число абонентов. В 1970-х и начале 1980-х годов, до появления сотовых телефонов, существовали «списки ожидания» до трех лет для тех, кто хотел иметь мобильную телефонную связь. Эти потенциальные абоненты ждали, пока другие абоненты отключат свою подписку, чтобы получить номер мобильного телефона и мобильную телефонную связь.
Эти ограничения привели к низкому объему продаж и производства телефонов IMTS, и поэтому мобильные устройства были очень дорогими (от 2000 до 4000 долларов США). До отделения AT&T в 1984 году абоненты Bell System IMTS обычно арендовали оборудование по ежемесячной ставке до 120 долларов США. Доступность каналов была ограниченной, поэтому эфирное время также было довольно дорогим — 0,70–1,20 доллара США в минуту. После отделения компании Bell потребовали принадлежащее клиентам оборудование, и ежемесячные ставки обычно составляли 25 долларов США плюс эфирное время. Кроме того, поскольку каналов было так мало, телефоны обычно «стояли в очереди», чтобы использовать канал, и производители IMTS конкурировали за скорость, с которой устройства захватывали доступный канал.
Ограничение числа клиентов на MTS и IMTS стало движущей силой инвестиций в сотовые сети. В отдаленных регионах это не так; там движущей силой является устаревание, но отсутствие подходящей и доступной альтернативы привело к нормативным препятствиям: клиенты не хотели, чтобы услуга MTS/IMTS была отменена. Повышение доступности спутниковой связи и государственные инвестиции в расширение сотовой связи позволили отменить MTS и IMTS.