TIA đã phát triển một bộ các tiêu chuẩn được biết đến một cách không chính thức là D-AMPS, nhằm để cung cấp các dịch vụ thoại số với việc tăng đáng kế về phạm vi và chức năng, nhưng có thêm chức năng hai chế độ (dual-mode). Các tài liệu này có các phiên bản IS-54, IS-55 và IS-56 với phạm vi lần lượt tương ứng với EIA/TIA 553, IS-19, và IS-20. Còn có một tiêu chuẩn riêng cho bộ mã hóa tín hiệu thoại được gọi là IS-85. Do các dịch vụ số mới được cung cấp trong cùng băng tần với các dịch vụ tương tự AMPS, và khách hàng AMPS hiện tại phải được phục vụ cho đến khi có các trạm thuê bao AMPS, tiêu chuẩn mới phải là một tiêu chuẩn 2 chế độ. Tức là các trạm thuê bao có khả năng hoạt động giống như các trạm thuê bao AMPS hay là các trạm thuê bao số dưới sự điểu khiển của hệ thống.
Cấu trúc kênh số TDMA hoạt động được bằng cách truyền một tín hiệu số với tốc độ 48.6 kbps trong cùng băng thông 30 KHz được sử dụng bởi hệ thống AMPS. Luồng tín hiệu số này được chia thành 6 khe thời gian TDMA với độ dài khung bằng 40 ms. Trong IS-54, 2 trong các khe thời gian được dùng cho kênh thoại, tổng cộng chúng ta được 3 kênh thoại. Một tiêu chuẩn nửa tốc độ mới, đang
được phát triển trong thời điểm bài viết này, sẽ sử dụng cả 6 khe thời gian cho các kênh thoại riêng rẽ bằng cách sử dụng bộ mã hóa thoại tốc độ thấp hơn. Cấu trúc khe thời gian cho đường đi (từ trạm vô tuyến gốc đến trạm thuê bao) và đường ngược lại được chỉ ra lần lượt như trong hình 10.4a và 10.4b. Mỗi khe thời gian có độ dài 324 bit, hay 6.667 ms. Chiều dài của từng khe được cho trên mỗi khe, bằng đơn vị bit.
Tiêu chuẩn hai chế độ AMPS/TDMA sử dụng kênh báo hiệu AMPS, với một bản tin được nâng cấp để hỗ trợ hoạt động hai chế độ. Sự cung cấp này là cần thiết, bởi vì các nhà cung cấp dịch vụ di động phải tiếp tục cung cấp dịch vụ cho các trạm thuê bao AMPS, và thêm các kênh chuyên dùng chỉ cho điều khiển số sẽ lãng phí các kênh mà có thể được dùng để truyền lưu lượng thoại.
Lưu lượng báo hiệu trong băng được truyền trên 2 kênh logic thường được gọi là kênh điều khiển kết hợp nhanh (FACCH: Fast Associated Control Channel) và kênh điều khiển kết hợp chậm (SACCH). Kênh FACCH được tạo ra bằng cách lấy các khung tín hiệu thoại theo yêu cầu, để truyền thông tin báo hiệu ưu tiên cao. IS-54 sử dụng một bộ mã hóa tín hiệu thoại 8-kbps, với phần mào đầu sửa lỗi, yêu cầu tốc độ 13 kbps. Mỗi khung tín hiệu thoại lấy được tương đương 20 ms, hay 160 bit dữ liệu thoại, hay là 260 bit dữ liệu đã được mã hóa. Đối với kênh FACCH, 260 bit được bảo vệ với tỉ lệ 1/4 là mã xoắn, kết quả là có tổng số 65 bit thông tin ứng với mỗi khung tín hiệu thoại lấy được. Kỹ thuật này khác với phương pháp blank and burst dùng trong AMPS, bởi vì nó có thời gian trống dữ liệu lớn hơn, và do bộ giải mã tín hiệu thoại biết được dữ liệu thoại đang trống nên nó có thể tự động thêm vào dữ liệu từ các khung liền kề, vì thế nên người dùng không thể nhận thấy được dữ liệu bị trống (khi mà các khung tín hiệu thoại không bị lấy quá thường xuyên)
(a)
SYNC SACCH DATA CDVCC DATA RSVD (b)
G = Guard time (Thời gian bảo vệ) R = Power ramp-up
SYNC = Synchoronization and training bits (Các bit hướng dẫn và đồng bộ hóa)
RSVD = Reserved bits (bit đặt trước, tất cả phải được thiết lập bằng 0) DATA = Speech or FACCH (Thoại hoặc kênh điều khiển kết hợp nhanh) Hình 10.4 : (a) Cấu trúc khe thời gian kênh hướng về IS-54
(b) Cấu trúc khung kênh hướng đi IS-54
Kênh điều khiển kết hợp chậm được tạo ra bằng cách sử dụng 12 bit trong mỗi khe thời gian để truyền thông tin báo hiệu, để đạt được tốc độ bit tổng cộng là 600 bit/s. Kênh SACCH được bảo vệ với tỉ lệ 1/2 là mã xoắn, kết quả là trong giao thức, thông lượng thông tin là 300 bit/s.
Một đặc tính quan trọng của IS-54, có thể thực hiện được bằng cách sử dụng SACCH và FACCH và không có trong các trạm thuê bao chỉ sử dụng AMPS, được gọi là chuyển giao trợ giúp di động. Với kỹ thuật này, MSC sử dụng các dữ liệu đo đạc thu được từ các trạm thuê bao để quyết định xem khi nào một chuyển giao là cần thiết, và thực hiện chuyển giao đó ở đâu. Bởi vì IS-54 sử dụng TDMA, có ít nhất một khe thời gian mà trong đó, trạm thuê bao không phát mà cũng không nhận, và do đó có thể điều chỉnh thành một kênh khác và đo cường độ tín hiệu nhận được. Trạm thuê bao có thể lưu trữ số liệu đo đạc từ 12 kênh, ngoại trừ từ kênh lưu lượng gán trước của nó, được chỉ ra bởi MSC qua kênh SACCH hoặc FACCH, cộng thêm cường độ tín hiệu và tỉ lệ lỗi bit, trên kênh lưu lượng gán trước của nó. Những giá
trị này có thể được báo cáo lại trạm gốc vô tuyến và tới MSC theo yêu cầu. Hệ thống do đó có một lượng lớn thông tin về môi trương vô tuyến được thu thập nhờ các trạm thuê bao, nhờ đó có thể trợ giúp đưa ra các quyết định nhanh hơn và có chất lượng hơn về việc chuyển giao.
IS-54 sử dụng các mã màu thay vì các tín hiệu chuông SAT được dùng trong AMPS. Những mã này được gọi là các mã màu kiểm tra số (DVCC: Digital Verification Color Codes), hay gọi theo dạng mã hóa của chúng là các mã màu kiểm
tra số được mã hóa (CDVCC: Coded DVCC). Mã màu là một giá trị gồm 8 bit
được truyền trong từng khe thời gian, sau khi mã hóa với mã Hamming rút ngắn (12,8).