home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Unsorted BBS Collection / thegreatunsorted.tar / thegreatunsorted / texts / cell_nfo / celltel.txt < prev    next >
Text File  |  1995-03-05  |  103KB  |  1,960 lines

  1.  
  2.                                 ==Phrack Inc.==
  3.  
  4.                  Volume Four, Issue Thirty-Eight, File 9 of 15
  5.  
  6.   ***************************************************************************
  7.   *                                                                         *
  8.   *                            Cellular Telephony                           *
  9.   *                                                                         *
  10.   *                                    by                                   *
  11.   *                               Brian Oblivion                            *
  12.   *                                                                         *
  13.   *                                                                         *
  14.   * Courtesy of:       Restricted-Data-Transmissions (RDT)                  *
  15.   *                  "Truth Is Cheap, But Information Costs."               *
  16.   *                                                                         *
  17.   *                                                                         *
  18.   ***************************************************************************
  19.  
  20. The benefit of a mobile transceiver has been the wish of experimenters since
  21. the late 1800's.  To have the ability to be reached by another man despite
  22. location, altitude, or depth has had high priority in communication technology
  23. throughout its history.  Only until the late 1970's has this been available to
  24. the general public.  That is when Bell Telephone (the late Ma Bell) introduced
  25. the Advanced Mobile Phone Service, AMPS for short.
  26.  
  27. Cellular phones today are used for a multitude of different jobs.  They are
  28. used in just plain jibber-jabber, data transfer (I will go into this mode of
  29. cellular telephony in depth later), corporate deals, surveillance, emergencies,
  30. and countless other applications.  The advantages of cellular telephony to the
  31. user/phreaker are obvious:
  32.  
  33. 1.  Difficulty of tracking the location of a transceiver (especially if the
  34.     transceiver is on the move) makes it very difficult to locate.
  35.  
  36. 2.  Range of the unit within settled areas.
  37.  
  38. 3.  Scrambling techniques are feasible and can be made to provide moderate
  39.     security for most transmissions.
  40.  
  41. 4.  The unit, with modification can be used as a bug, being called upon by the
  42.     controlling party from anywhere on the globe.
  43.  
  44. 5.  With the right knowledge, one can modify the cellular in both hardware and
  45.     software to create a rather diversified machine that will scan, store and
  46.     randomly change.
  47.  
  48. 6.  ESN's per call thereby making detection almost impossible.
  49.  
  50.  
  51. I feel it will be of great importance for readers to understand the background
  52. of the Cellular phone system, mainly due to the fact that much of the
  53. pioneering systems are still in use today.  The first use of a mobile radio
  54. came about in 1921 by the Detroit police department.  This system operated at
  55. 2MHz.  In 1940, frequencies between 30 and 40MHz were made available too and
  56. soon became overcrowded.  The trend of overcrowding continues today.
  57.  
  58. In 1946, the FCC declared a "public correspondence system" called, or rather
  59. classified as "Domestic Public Land Mobile Radio Service" (DPLMRS) at 35 - 44
  60. MHz band that ran along the highway between New York and Boston.  Now the 35-
  61. 44MHz band is used mainly by Amateur radio hobbyists due to the bands
  62. susceptibility to skip-propagation.
  63.  
  64. These early mobile radio systems were all PTT (push-to-talk) systems that did
  65. not enjoy today's duplex conversations.  The first real mobile "phone" system
  66. was the "Improved Mobile Telephone Service" or the IMTS for short, in 1969.
  67. This system covered the spectrum from 150 - 450MHz, sported automatic channel
  68. selection for each call, eliminated PTT, and allowed the customer to do their
  69. own dialing.  From 1969 to 1979 this was the mobile telephone service that
  70. served the public and business community, and it is still used today.
  71.  
  72.         IMTS frequencies used (MHz):
  73.  
  74.         Channel         Base Frequency          Mobile Frequency
  75.  
  76.         VHF Low Band
  77.  
  78.         ZO              35.26                   43.26
  79.         ZF              35.30                   43.30
  80.         ZH              35.34                   43.34
  81.         ZA              35.42                   43.32
  82.         ZY              34.46                   43.46
  83.         ZC              35.50                   43.50
  84.         ZB              35.54                   43.54
  85.         ZW              35.62                   43.62
  86.         ZL              35.66                   43.66
  87.  
  88.         VHF High Band
  89.  
  90.         JL              152.51                  157.77
  91.         YL              152.54                  157.80
  92.         JP              152.57                  157.83
  93.         YP              152.60                  157.86
  94.         YJ              152.63                  157.89
  95.         YK              152.66                  157.92
  96.         JS              152.69                  157.95
  97.         YS              152.72                  157.98
  98.         YA              152.75                  158.01
  99.         JK              152.78                  158.04
  100.         JA              152.81                  158.07
  101.  
  102.         UHF Band
  103.  
  104.         QC              454.375                 459.375
  105.         QJ              454.40                  459.40
  106.         QO              454.425                 459.425
  107.         QA              454.45                  459.45
  108.         QE              454.475                 459.475
  109.         QP              454.50                  459.50
  110.         QK              454.525                 459.525
  111.         QB              454.55                  459.55
  112.         QO              454.575                 459.575
  113.         QA              454.60                  459.60
  114.         QY              454.625                 459.625
  115.         QF              454.650                 459.650
  116.  
  117. VHF high frequencies are the most popular frequencies of all the IMTS band.
  118. VHF low bands are used primarily in rural areas and those with hilly terrain.
  119. UHF bands are primarily used in cities where the VHF bands are overcrowded.
  120. Most large cities will find at least one station being used in their area.
  121.  
  122. ADVANCED MOBILE PHONE SYSTEM
  123.  
  124. The next step for mobile telephone was made in 1979 by Bell Telephone, again
  125. introducing the Advanced Mobile Phone Service.  This service is the focus of
  126. this document, which has now taken over the mobile telephone industry as the
  127. standard.  What brought this system to life were the new digital technologies
  128. of the 1970's.  This being large scale integrated custom circuits and
  129. microprocessors.  Without these technologies, the system would not have been
  130. economically possible.
  131.  
  132. The basic elements of the cellular concept have to do with frequency reuse and
  133. cell splitting.
  134.  
  135. Frequency re-use refers to the use of radio channels on the same carrier
  136. frequency to cover different areas which are separated by a significant
  137. distance.  Cell splitting is the ability to split any cell into smaller cells
  138. if the traffic of that cell requires additional frequencies to handle all the
  139. area's calls.  These two elements provide the network an opportunity to handle
  140. more simultaneous calls, decrease the transmitters/receivers output/input
  141. wattage/gain and a more universal signal quality.
  142.  
  143. When the system was first introduced, it was allocated 40MHz in the frequency
  144. spectrum, divided into 666 duplex radio channels providing about 96 channels
  145. per cell for the seven cluster frequency reuse pattern.  Cell sites (base
  146. stations) are located in the cells which make up the cellular network.  These
  147. cells are usually represented by hexagons on maps or when developing new
  148. systems and layouts.  The cell sites contain radio, control, voice frequency
  149. processing and maintenance equipment, as well as transmitting and receiving
  150. antennas.  The cell sites are inter-connected by landline with the Mobile
  151. Telecommunications Switching Office (MTSO).
  152.  
  153. In recent years, the FCC has added 156 frequencies to the cellular bandwidth.
  154. This provides 832 possible frequencies available to each subscriber per cell.
  155. All new cellular telephones are built to accommodate these new frequencies, but
  156. old cellular telephones still work on the system.  How does a cell site know if
  157. the unit is old or new?  Let me explain.
  158.  
  159. The problem of identifying a cellular phones age is done by the STATION CLASS
  160. MARK (SCM).  This number is 4 bits long and broken down like this:
  161.  
  162.                 Bit 1:  0 for 666 channel usage (old)
  163.                         1 for 832 channel usage (new)
  164.  
  165.                 Bit 2:  0 for a mobile unit (in vehicle)
  166.                         1 for voice-activated transmit (for portables)
  167.  
  168.                 Bit 3-4:  Identify the power class of the unit
  169.  
  170.     Class I    00 = 3.0 watts Continuous Tx's   00XX...DTX <> 1
  171.     Class II   01 = 1.2 watts Discont. Tx's     01XX...DTX =  1
  172.     Class III  10 = 0.6 watts reserved          10XX, 11XX
  173.     Reserved   11 = ---------                   Letters DTX set to 1 permits
  174.                                                 use of discontinuous trans-
  175.                                                 missions
  176.  
  177.  
  178. Cell Sites:  How Cellular Telephones Get Their Name
  179.  
  180. Cell sites, as mentioned above are laid out in a hexagonal type grid.  Each
  181. cell is part of a larger cell which is made up of seven cells in the following
  182. fashion:
  183.  
  184.            |---|      ||===||      |---|       |---|       |---|       |---
  185.           /     \    //     \\    /     \     /     \     /     \     /
  186.          |       |===||  2  ||===||     ||===||      |---|       |---|
  187.           \     //    \     /     \\   //     \\    /     \     /     \
  188.            |---||  7   |---|   3   ||==||  2   ||==||  pc |---|       |---|
  189.           /     \\    /     \     //    \     /     \\      Due to the      \
  190.          |      ||---|   1   |---||  7   |---|   3   ||--|  difficulty of    |
  191.           \    //     \     /     \\    /     \     //    \ representing    /
  192.            |--||   6   |---|   4   ||--|   1   |---||      |graphics with  |
  193.           /    \\     /     \     //    \     /     \\    / ASCII characters\
  194.          |      ||==||   5   ||==||  6   |---|   4   ||--|  I will only show |
  195.           \     /    \\     //    \\    /     \     //    \ two of the cell /
  196.            |---|      ||===||     ||===||  5   ||==||      |types I am trying-
  197.           /     \     /     \     /     \\    //    \     / to convey.      \
  198.          |       |---|       |---|       ||==||      |---|       |---|       |
  199.           \     /     \     /     \     /     \     /     \     /     \     /
  200.            |---|       |---|       |---|       |---|       |---|       |---|
  201.  
  202. As you can see, each cell is a 1/7th of a larger cell.  Where one (1) is the
  203. center cell and two (2) is the cell directly above the center.  The other cells
  204. are number around the center cell in a clockwise fashion, ending with seven
  205. (7).  The cell sites are equipped with three directional antennas with an RF
  206. beamwidth of 120 degrees providing 360 degree coverage for that cell.  Note
  207. that all cells never share a common border.  Cells which are next to each other
  208. are obviously never assigned the same frequencies.  They will almost always
  209. differ by at least 60 KHz.  This also demonstrates the idea behind cell
  210. splitting.  One could imagine that the parameter of one of the large cells was
  211. once one cell.  Due to a traffic increase, the cell had to be sub-divided to
  212. provide more channels for the subscribers.  Note that subdivisions must be made
  213. in factors of seven.
  214.  
  215. There are also Mobile Cell sites, which are usually used in the transitional
  216. period during the upscaling of a cell site due to increased traffic.  Of
  217. course, this is just one of the many uses of this component.  Imagine you are
  218. building a new complex in a very remote location.  You could feasibly install a
  219. few mobile cellular cell sites to provide a telephone-like network for workers
  220. and executives.  The most unique component would be the controller/transceiver
  221. which provides the communications line between the cell site and the MTSO.  In
  222. a remote location such a link could very easily be provided via satellite
  223. up/down link facilities.
  224.  
  225. Let's get into how the phones actually talk with each other.  There are several
  226. ways and competitors have still not set an agreed upon standard.
  227.  
  228. Frequency Division Multiple Access (FDMA)
  229.  
  230. This is the traditional method of traffic handling.  FDMA is a single channel
  231. per carrier analog method of transmitting signals.  There has never been a
  232. definite set on the type of modulation to be used.  There are no regulations
  233. requiring a party to use a single method of modulation.  Narrow band FM, single
  234. sideband AM, digital, and spread-spectrum techniques have all been considered
  235. as a possible standard, but none have yet to be chosen.
  236.  
  237. FDMA works like this:  Cell sites are constantly searching out free channels to
  238. start out the next call.  As soon as a call finishes, the channel is freed up
  239. and put on the list of free channels.  Or, as a subscriber moves from one cell
  240. to another, the new cell they are in will hopefully have an open channel to
  241. receive the current call in progress and carry it through its location.  This
  242. process is called handoff, and will be discussed more in depth further along.
  243.  
  244. Other proposed traffic handling schemes include Time-Division Multiple Access
  245. (TDMA), Code-Division Multiple Access (CDMA), and Time-Division/Frequency
  246. Division Multiple Access (TD/FDMA).
  247.  
  248. Time Division Multiple Access
  249.  
  250. With TDMA, calls are simultaneously held on the same channels, but are
  251. multiplexed between pauses in the conversation.  These pauses occur in the way
  252. people talk and think, and the telephone company also injects small delays on
  253. top of the conversation to accommodate other traffic on that channel.  This
  254. increase in the length of the usual pause results in a longer amount of time
  255. spent on the call.  Longer calls result in higher costs of the calls.
  256.  
  257. Code Division Multiple Access
  258.  
  259. This system has been used in mobile military communications for the past 35
  260. years.  This system is digital and breaks up the digitized conversation into
  261. bundles, compresses, sends, then decompresses and converts back into analog.
  262. There are said increases of throughput of 20 : 1 but CDMA is susceptible to
  263. interference which will result in packet retransmission and delays.  Of course,
  264. error correction can help in data integrity, but will also result in a small
  265. delay in throughput.
  266.  
  267. Time-Division/Frequency Division Multiple Access
  268.  
  269. TD/FDMA is a relatively new system which is an obvious hybrid of FDMA and TDMA.
  270. This system is mainly geared towards the increase of digital transmission over
  271. the cellular network.  TD/FDMA make it possible to transmit signals from base
  272. to mobile without disturbing the conversation.  With FDMA, there are
  273. significant disturbances during handoff which prevent continual data
  274. transmission from site to site.  TD/FDMA makes it possible to transmit control
  275. signals by the same carrier as the data/voice thereby ridding extra channel
  276. usage for control.
  277.  
  278.  
  279. Cellular Frequency Usage and channel allocation
  280.  
  281.  
  282. There are 832 cellular phone channels which are split into two separate bands.
  283. Band A consists of 416 channels for non-wireline services.  Band B consists
  284. equally of 416 channels for wireline services.  Each of these channels are
  285. split into two frequencies to provide duplex operation.  The lower frequency is
  286. for the mobile unit while the other is for the cell site.  21 channels of each
  287. band are dedicated to "control" channels and the other 395 are voice channels.
  288. You will find that the channels are numbered from 1 to 1023, skipping channels
  289. 800 to 990.
  290.  
  291. I found these handy-dandy equations that can be used for calculating
  292. frequencies from channels and channels from frequencies.
  293.  
  294.         N = Cellular Channel #          F = Cellular Frequency
  295.         B = 0 (mobile) or B = 1 (cell site)
  296.  
  297.  
  298.  
  299.         CELLULAR FREQUENCIES from CHANNEL NUMBER:
  300.  
  301.  
  302.         F = 825.030 + B * 45 + ( N + 1 ) * .03
  303.                 where:  N = 1 to 799
  304.  
  305.         F = 824.040 + B * 45 + ( N + 1 ) * .03
  306.                 where:  N = 991 to 1023
  307.  
  308.  
  309.  
  310.         CHANNEL NUMBER from CELLULAR FREQUENCIES
  311.  
  312.  
  313.         N = 1 + (F - 825.030 - B * 45) / .03
  314.  
  315.                 where:  F >= 825.000 (mobile)
  316.                      or F >= 870.030 (cell site)
  317.  
  318.         N = 991 + (F - 824.040 - B * 45) / .03
  319.  
  320.                 where:  F <= 825.000 (mobile)
  321.                      or F <= 870.000 (base)
  322.  
  323.  
  324. Now that you have those frequencies, what can you do with them?  Well, for
  325. starters, one can very easily monitor the cellular frequencies with most
  326. hand/base scanners.  Almost all scanners pre-1988 have some coverage of the
  327. 800 - 900 MHz band.  All scanners can monitor the IMTS frequencies.
  328.  
  329. Remember that cellular phones operate on a full duplex channel.  That means
  330. that one frequency is used for transmission and the other is used for
  331. receiving, each spaced exactly 30 KHz apart.  Remember also that the base
  332. frequencies are 45MHz higher than the cellular phone frequencies.  This can
  333. obviously make listening rather difficult.  One way to listen to both parts of
  334. the conversation would be having two scanners programmed 45 MHz apart to
  335. capture the entire conversation.
  336.  
  337. The upper UHF frequency spectrum was "appropriated" by the Cellular systems in
  338. the late 1970's.  Televisions are still made to receive up to channel 83.  This
  339. means that you can receive much of the cellular system on you UHF receiver. One
  340. television channel occupies 6MHz of bandwidth.  This was for video, sync, and
  341. audio transmission of the channel.  A cellular channel only takes up 24 KHz
  342. plus 3KHz set up as a guard band for each audio signal.  This means that 200
  343. cellular channels can fit into one UHF television channel.  If you have an old
  344. black and white television, drop a variable cap in there to increase the
  345. sensitivity of the tuning.  Some of the older sets have coarse and fine tuning
  346. knobs.
  347.  
  348. Some of the newer, smaller, portable television sets are tuned by a variable
  349. resistor.  This make modifications MUCH easier, for now all you have to do is
  350. drop a smaller value pot in there and tweak away.  I have successfully done
  351. this on two televisions.  Most users will find that those who don't live in a
  352. city will have a much better listening rate per call.  In the city, the cells
  353. are so damn small that handoff is usually every other minute.  Resulting in
  354. chopped conversations.
  355.  
  356. If you wanted to really get into it, I would suggest you obtain an old
  357. television set with decent tuning controls and remove the RF section out of the
  358. set.  You don't want all that hi-voltage circuitry lying around (flyback and
  359. those caps).  UHF receivers in televisions downconvert UHF frequencies to IF
  360. (intermediate frequencies) between 41 and 47 MHz.  These output IF frequencies
  361. can then be run into a scanner set to pick-up between 41 - 47 MHz.  Anyone who
  362. works with RF knows that it is MUCH easier to work with 40MHz signals than
  363. working with 800MHz signals.  JUST REMEMBER ONE THING!  Isolate the UHF
  364. receiver from your scanner by using a coupling capacitor (0.01 - 0.1 microfarad
  365. <50V minimum> will do nicely).  You don't want any of those biasing voltages
  366. creeping into your scanner's receiving AMPLIFIERS!  Horrors.  Also, don't
  367. forget to ground both the scanner and receiver.
  368.  
  369. Some systems transmit and receive the same cellular transmission on the base
  370. frequencies.  There you can simply hang out on the base frequency and capture
  371. both sides of the conversation.  The handoff rate is much higher in high
  372. traffic areas leading the listener to hear short or choppy conversations.  At
  373. times you can listen in for 5 to 10 minutes per call, depending on how fast the
  374. caller is moving through the cell site.
  375.  
  376.          TV          Cell & Channel   Scanner    TV Oscillator     Band
  377.         Channel      Freq.& Number    Frequency  Frequency        Limit
  378.         ===================================================================
  379.          73 (first)  0001 - 825.03     45.97        871         824 - 830
  380.          73 (last)   0166 - 829.98     41.02        871         824 - 830
  381.          74 (first)  0167 - 830.01     46.99        877         830 - 836
  382.          74 (last)   0366 - 835.98     41.02        877         830 - 836
  383.          75 (first)  0367 - 836.01     46.99        883         836 - 842
  384.          75 (last)   0566 - 841.98     41.02        883         836 - 842
  385.          76 (first)  0567 - 842.01     46.99        889         842 - 848
  386.          76 (last)   0766 - 847.98     41.02        889         842 - 848
  387.          77 (first)  0767 - 848.01     46.99        895         848 - 854
  388.          77 (last)   0799 - 848.97     46.03        895         848 - 854
  389.  
  390.          All frequencies are in MHz
  391.  
  392. You can spend hours just listening to cellular telephone conversations, but I
  393. would like to mention that it is illegal to do so.  Yes, it is illegal to
  394. monitor cellular telephone conversations.  It just another one of those laws
  395. like removing tags off of furniture and pillows.  It's illegal, but what the
  396. hell for?  At any rate, I just want you to understand that doing the following
  397. is in violation of the law.
  398.  
  399. Now back to the good stuff.
  400.  
  401. Conversation is not only what an avid listener will find on the cellular bands.
  402. One will also hear call/channel set-up control data streams, dialing, and other
  403. control messages.  At times, a cell site will send out a full request for all
  404. units in its cell to identify itself.  The phone will then respond with the
  405. appropriate identification on the corresponding control channel.
  406.  
  407. Whenever a mobile unit is turned on, even when not placing a call, whenever
  408. there is power to the unit, it transmits its phone number and its 8-digit ID
  409. number.  The same process is done when an idling phone passes from one cell to
  410. the other.  This process is repeated for as long as there is power to the unit.
  411. This allows the MTSO to "track" a mobile through the network.  That is why it
  412. is not a good reason to use a mobile phone from one site.  They do have ways of
  413. finding you.  And it really is not that hard.  Just a bit of RF Triangulation
  414. theory and you're found.  However, when the power to the unit is shut off, as
  415. far as the MTSO cares, you never existed in that cell, of course unless your
  416. unit was flagged for some reason.  MTSO's are basically just ESS systems
  417. designed for mobile applications.  This will be explained later within this
  418. document.
  419.  
  420. It isn't feasible for the telephone companies to keep track of each customer on
  421. the network.  Therefore the MTSO really doesn't know if you are authorized to
  422. use the network or not.  When you purchase a cellular phone, the dealer gives
  423. the unit's phone ID number to the local BOC, as well as the number the BOC
  424. assigned to the customer.  When the unit is fired up in a cell site its ID
  425. number and phone number are transmitted and checked.  If the two numbers are
  426. registered under the same subscriber, then the cell site will allow the mobile
  427. to send and receive calls.  If they don't match, then the cell will not allow
  428. the unit to send or receive calls.  Hence, the most successful way of
  429. reactivating a cellular phone is to obtain an ID that is presently in use and
  430. modifying your ROM/PROM/EPROM for your specific phone.
  431.  
  432. RF and AF Specifications:
  433.  
  434. Everything that you will see from here on out is specifically Industry/FCC
  435. standard.  A certain level of compatibility has to be maintained for national
  436. intercommunications, therefore a common set of standards that apply to all
  437. cellular telephones can be compiled and analyzed.
  438.  
  439.         Transmitter Mobiles:  audio transmission
  440.  
  441.         - 3 KHz to 15 KHz and 6.1 KHz to 15 KHz.
  442.         - 5.9 KHz to 6.1 KHz 35 dB attenuation.
  443.         - Above 15 KHz, the attenuation becomes 28 dB.
  444.         - All this is required after the modulation limiter and before the
  445.           modulation stage.
  446.  
  447.         Transmitters Base Stations:  audio transmission
  448.  
  449.         - 3 KHz to 15 KHz.
  450.         - Above 15 KHz, attenuation required 28 dB.
  451.         - Attenuation after modulation limiter - no notch filter required.
  452.  
  453.         RF attenuation below carrier transmitter:  audio transmission
  454.  
  455.         - 20 KHz to 40 KHz, use 26 dB.
  456.         - 45 KHz to 2nd harmonic, the specification is 60 dB or 43 + 10 log of
  457.           mean output power.
  458.         - 12 KHz to 20 KHz, attenuation 117 log f/12.
  459.         - 20 KHz to 2nd harmonic, there is a choice:  100 log F/100 or 60 dB or
  460.           43 log + 10 log of mean output power, whichever is less.
  461.  
  462.         Wideband Data
  463.  
  464.         - 20 KHz to 45 KHz, use 26 dB.
  465.         - 45 KHz to 90 KHz, use 45 dB.
  466.         - 90 KHz to 2nd harmonic, either 60 dB or 43 + 10 log mean output
  467.           power.
  468.         - all data streams are encoded so that NRZ (non-return-to-zero) binary
  469.           ones and zeroes are now zero-to-one and one-to-zero transitions
  470.           respectively.  Wideband data can then modulate the transmitter
  471.           carrier by binary frequency shift keying (BFSK) and ones and zeroes
  472.           into the modulator must now be equivalent to nominal peak frequency
  473.           deviations of 8 KHz above and below the carrier frequency.
  474.  
  475.         Supervisory Audio Tones
  476.  
  477.         -  Save as RF attenuation measurements.
  478.  
  479.         Signaling Tone
  480.  
  481.         - Same as Wideband Data but must be 10 KHz +/- 1 Hz and produce a
  482.           nominal frequency deviation of +/- 8 KHz.
  483.  
  484.  
  485. The previous information will assist any technophile to modify or even
  486. troubleshoot his/her cellular phone.  Those are the working guidelines, as I
  487. stated previously.
  488.  
  489.  
  490. UNIT IDENTIFICATION
  491.  
  492. Each mobile unit is identified by the following sets of numbers.
  493.  
  494. The first number is the Mobile Identification Number (MIN).  This 34 bit binary
  495. number is derived from the unit's telephone number.  MIN1 is the last seven
  496. digits of the telephone number and MIN2 is the area code.
  497.  
  498. For demonstrative purposes, we'll encode 617-637-8687.
  499.  
  500. Here's how to derive the MIN2 from a standard area code.  In this example, 617
  501. is the area code.  All you have to do is first convert to modulo 10 using the
  502. following function.  A zero digit would be considered to have a value of 10.
  503.  
  504.                 100(first number) + 10(second) +1(third) - 111 = x
  505.  
  506.                         100(6) + 10(1) + 1(7) - 111 = 506
  507.  
  508.                   (or you could just - 111 from the area code.)
  509.  
  510.         Then convert it to a 10-bit binary number:  0111111010.
  511.  
  512.         To derive MIN1 from the phone number is equally as simple.  First
  513.         encode the next three digits, 637.
  514.  
  515.                        100(6) + 10(3) + 1(7) - 111 = 526
  516.  
  517.         Converted to binary:  1000001110
  518.  
  519.         The remainder of the number 8687, is processed further by taking the
  520.         first digit, eight (8) and converting it directly to binary.
  521.  
  522.                         8 = 1000 (binary)
  523.  
  524.         The last three digits are processed as the other two sets of three
  525.         numbers were processed.
  526.  
  527.                        100(6) + 10(8) + 1(7) - 111 = 576
  528.  
  529.         Converted to binary:  1001000000.
  530.  
  531.         So the completed MIN number would look like this:
  532.  
  533.             |--637---||8-||---687--||---617--|
  534.             1000001110100010010000000111111010
  535.             \________/\__/\________/\________/
  536.  
  537.  
  538. A unit is also identifiable by its Electronic Serial Number or ESN.  This
  539. number is factory preset and is usually stored in a ROM chip, which is soldered
  540. to the board.  It may also be found in a "computer on a chip," which are the
  541. new microcontrollers which have ROM/RAM/microprocessor all in the same package.
  542. This type of set-up usually has the ESN and the software to drive the unit all
  543. in the same chip.  This makes is significantly harder to dump, modify and
  544. replace.  But it is far from impossible.
  545.  
  546. The ESN is a 4 byte hex or 11-digit octal number.  I have encountered mostly
  547. 11-digit octal numbers on the casing of most cellular phones.  The first three
  548. digits represent the manufacturer and the remaining eight digits are the unit's
  549. ESN.
  550.  
  551. The Station Class Mark (SCM) is also used for station identification by
  552. providing the station type and power output rating.  This was already discussed
  553. in a previous section.
  554.  
  555. The System IDentification (SID number is a number which represents the mobile's
  556. home system.  This number is 15-bits long and a list of current nationwide
  557. SID's should either be a part of this file or it will be distributed along with
  558. it.
  559. ______________________________________________________________________________
  560. _
  561.  
  562.  
  563.  
  564.  
  565.  
  566.  
  567.  
  568.  
  569.                                 ==Phrack Inc.==
  570.  
  571.                      Volume Four, Issue Forty, File 6 of 14
  572.  
  573.   ***************************************************************************
  574.   *                                                                         *
  575.   *                            Cellular Telephony                           *
  576.   *                                 Part II                                 *
  577.   *                                                                         *
  578.   *                                    by                                   *
  579.   *                               Brian Oblivion                            *
  580.   *                                                                         *
  581.   *                                                                         *
  582.   * Courtesy of:       Restricted-Data-Transmissions (RDT)                  *
  583.   *                  "Truth Is Cheap, But Information Costs."               *
  584.   *                                                                         *
  585.   *                                                            June 1, 1992 *
  586.   ***************************************************************************
  587.  
  588. In Phrack 38, I discussed the history of cellular telephony, monitoring
  589. techniques, and a brief description of its predecessors.  In Part II, I'll
  590. describe the call processing sequences for land-originated and mobile-
  591. originated calls, as well as the signaling formats for these processes.  I
  592. apologize for the bulk of information, but I feel it is important for anyone
  593. who is interested in how the network communicates.  Please realize that there
  594. was very little I could add to such a cut and dried topic, and that most is
  595. taken verbatim from Industry standards, with comments and addendum salt and
  596. peppered throughout.
  597.  
  598.  
  599. Call-Processing Sequences
  600.  
  601.  
  602.    Call-Processing Sequence for Land-Originated Calls
  603.  
  604.  
  605.  MTSO                       Cell Site                     Mobile Unit
  606.  ------------------------------------------------------------------------------
  607.                             1 -- Transmits setup channel data on paging channel
  608.                             2 ----------------------------Scans and locks on
  609.                                                           paging channel
  610.  Receives incoming call --- 3
  611.  and performs translations
  612.  
  613.  Sends paging message ----- 4
  614.  to cell site
  615.                             5 -- Reformats paging
  616.                                  message
  617.                             6 -- Sends paging message
  618.                                  to mobile unit via
  619.                                  paging channel
  620.                             7 ----------------------------Detects Page
  621.                             8 ----------------------------Scans and locks on
  622.                                                           access channel
  623.                             9 ----------------------------Seizes setup channel
  624.                            10 ----------------------------Acquires sync
  625.                            11 ----------------------------Sends service request
  626.                            12 -- Reformats service request
  627.                            13 -- Performs directional locate
  628.                            14 -- Sends service request to MTSO
  629.  Selects voice channel --- 15
  630.  Sends tx-on command to -- 16
  631.  cell site
  632.                            17 -- Reformats channel designation message
  633.                            18 -- Sends channel designation message to mobile
  634.                                  unit via access channel
  635.                            19 -----------------------------Tunes to voice
  636.                                                            channel
  637.                            20 -----------------------------Transponds SAT
  638.                            21 -- Detects SAT
  639.                            22 -- Puts on-hook on trunk
  640.  Detects off-hook -------- 23
  641.  Sends alert order ------- 24
  642.                            25 -- Reformats alert order
  643.                            26 -- Sends alert order to mobile unit via blank-
  644.                                  and-burst on voice channel
  645.                            27 -----------------------------Alerts User
  646.                            28 -----------------------------Sends 10-kHz tone
  647.                            29 -- Detects 10-kHz tone
  648.                            30 -- Puts on-hook on trunk
  649.  Detects on-hook --------- 31
  650.  Provides audible ring --- 32
  651.                            33 -- Detects absence of 10-kHz tone
  652.                            34 -- Puts off-hook on trunk
  653.  Detects off-hook -------- 35
  654.  Removes audible ring ---- 36
  655.  and completes connection
  656.  
  657.                          Time
  658.  
  659.  
  660.               Call-Processing Sequence for Mobile-Originated Calls
  661.  
  662.  MTSO                       Cell Site                     Mobile Unit
  663.  ------------------------------------------------------------------------------
  664.                             1 -- Transmits setup channel
  665.                                  data on paging channel
  666.                             2 --------------------------- Scans and locks-on
  667.                                                           paging channel
  668.                             3 --------------------------- User initiates call
  669.                             4 --------------------------- Scans and locks-on
  670.                                                           access channel
  671.                             5 --------------------------- Seizes setup channel
  672.                             6 --------------------------- Acquires sync
  673.                             7 --------------------------- Sends service request
  674.                             8 -- Reformats service request
  675.                             9 -- Performs directional Locate
  676.                            10 -- Sends service request to MTSO
  677. Selects voice channel ---- 11
  678. Sends tx-on command to --- 12
  679. cell site
  680.                            13 -- Reformats channel designation message
  681.                            14 -- Sends channel designation message to mobile
  682.                                  unit via access channel
  683.                            15 --------------------------- Tunes to voice
  684.                                                           channel
  685.                            16 --------------------------- Transponds SAT
  686.                            17 -- Detects SAT
  687.                            18 -- Puts off-hook on trunk
  688. Detects off-hook --------- 19
  689. Completes call through --- 20
  690. network Time
  691.  
  692. Let me review the frequency allocation for Wireline and non-Wireline systems.
  693. Remember that the Wireline service is usually provided by the area's telephone
  694. company, in my area that company is NYNEX.  The non-Wireline companies are
  695. usually operated by other carriers foreign to the area, in my area we are
  696. serviced by Cellular One (which is owned by Southwestern Bell).  Each company
  697. has its one slice of the electro-magnetic spectrum.  The coverage is not
  698. continuous, remember that there are also 800 MHz trunked business systems that
  699. also operate in this bandwidth.  Voice channels are 30 KHz apart and the Data
  700. channels are 10 KHz apart.
  701.  
  702.  
  703. Frequency Range         Use
  704. ----------------------------------------------------------------------
  705. 870.000 - 879.360       Cellular One (mobile input 825.000 - 834.360)
  706. 880.650 - 890.000       NYNEX (mobile input 835.650 - 845.500)
  707. 890.000 - 891.500       Cellular One (mobile input 845.000 - 846.500)
  708. 891.500 - 894.000       NYNEX (mobile input 846.500 - 849.000)
  709. 879.390 - 879.990       Cellular One (data)
  710. 880.020 - 880.620       NYNEX (data)
  711.  
  712. The data streams are encoded NRZ (Non-return-to-zero) binary ones and zeroes
  713. are now zero-to-one and one-to-zero transitions respectively.  This is so the
  714. wideband data can modulate the transmitter via binary frequency shift keying,
  715. and ones and zeroes into the modulator MUST now be equivalent to nominal peak
  716. frequency deviations of 8 KHz above and below the carrier frequency.
  717.  
  718.  
  719.    PUTTING IT ALL TOGETHER - Signaling on the Control Channels
  720.  
  721. The following information will be invaluable to the hobbyist that is monitoring
  722. cellular telephones via a scanner and can access control channel signals.  All
  723. information released below is EIA/TIA -- FCC standard.  There are a lot of
  724. differences between cellular phones, but all phones must interface into the
  725. mobile network and talk fluently between each other and cell sites.  Therefore,
  726. the call processing and digital signaling techniques are uniform throughout the
  727. industry.
  728.  
  729.  
  730.    MOBILE CALL PROCESSING
  731.  
  732.         Calling:
  733.  
  734. Initially, the land station transmits the first part of its SID to a mobile
  735. monitoring some control channel, followed by the number of paging channels, an
  736. ESN request, then mobile registration, which will either be set to 0 or 1.
  737. When registration is set to one, the mobile will transmit both MIN1 and MIN2
  738. during system access, another 1 for discontinuous (DTX) transmissions, read
  739. control-filler (RCF) should be set to 1, and access functions (if combined with
  740. paging operations) require field setting to 1, otherwise CPA (combined paging
  741. access) goes to 0.
  742.  
  743.         Receiving:
  744.  
  745. As the mobile enters the Scan Dedicated Control Channels Task, it must examine
  746. signal strengths of each dedicated control channel assigned to System A if
  747. enabled.  Otherwise System B control channels are checked.  The values assigned
  748. in the NAWC (Number of Additional Words Coming) system parameter overhead
  749. message train will determine for the mobile if all intended information has
  750. been received.  An EDN field is used as a crosscheck, and control-filler
  751. messages are not to be counted as part of the message.  Should a correct BCH
  752. code be received along with a non-recognizable overhead message, it must be
  753. part of the NAWC count train but the equivalent should not try and execute the
  754. instructions.
  755.  
  756. Under normal circumstances, mobiles are to tune to the strongest dedicated
  757. control channel, receive a system parameter transmission, and, within 3
  758. seconds, set up the following:
  759.  
  760.         o  Set SID's 14 most significant bits to SID1 field value.
  761.  
  762.         o  Set SID's least significant bit to 1, if serving system status
  763.            enables, or to zero if not.
  764.  
  765.         o  Set paging channels N to 1 plus the value of N-1 field.
  766.  
  767.         o  Set paging channel FIRSTCHP as follows:
  768.                 If SIDs = SIDp then FIRSTCHPs = FIRSTCHPp (which is an 11-bit
  769.                 paging channel).
  770.                 If SIDs = SIDp and serving system is enabled, set FIRSTCHPs to
  771.                 initial dedicated channel for system B.
  772.                 If SIDs = SIDp and serving system is disabled, set FIRSTCHPs to
  773.                 first dedicated control channel for system B.
  774.  
  775.         o  Set LASTCHPs to value of FIRSTCHPs + Ns -1.
  776.  
  777.         o  Should the mobile come equipped for autonomous registration, it
  778.            must:
  779.  
  780.                 o Set registration increment (REGINCRs) to its 450 default
  781.                   value.
  782.  
  783.                 o Set registration ID status to enabled.
  784.  
  785. I know that was a little arcane sounding but it's the best you can do with
  786. specifications.  Data is data, there is no way to spruce it up.  From here on
  787. out a mobile must begin the Paging Channel Selection Task.  If this cannot be
  788. completed on the strongest dedicated channel, the second strongest dedicated
  789. channel may be accessed and the three second interval commenced again.
  790. Incomplete results should result in a serving system status check and an
  791. enabled or disabled state reversed, permitting the mobile to begin the Scan.
  792. Dedicated control Channels Task when channel signal strengths are once more
  793. examined.
  794.  
  795. Custom local operations for mobiles may be sent and include roaming mobiles
  796. whose home systems are group members.  A new access channel may be transmitted
  797. with a new access field set to the initial access channel.  Autonomously
  798. registered mobiles may increment their next registered ID by some fixed value,
  799. but the global action message must have its REGINCR field adequately set.
  800. Also, so that all mobiles will enter the Initialization Task and scan dedicated
  801. control channels, a RESCAN global action message must be transmitted.
  802.  
  803. Mobile stations may be required to read a control-filler message before
  804. accessing any system on a reverse control channel.
  805.  
  806. System access for mobiles is sent on a forward control channel in the following
  807. manner.  Digital Color Code (DCC) identifies the land is carried with the
  808. system parameter overhead message overload class fields are set to zero among
  809. the restricted number, and the remainder set to 1.  Busy-to-idle status (BIS)
  810. access parameters go to zero when mobiles are prevented from checking on the
  811. reverse control channel and the message must be added to the overhead.  When
  812. mobiles can't use the reverse control channel for seizure messages attempts or
  813. busy signals, access attempt parameters must also be included in the overhead.
  814. And when a land station receives a seizure precursor matching its digital color
  815. code with 1 or no bit errors, busy idle bits signals on the forward control
  816. channel must be set to busy within 1.2 milliseconds from the time of the last
  817. bit seizure.  Busy-idle bit then must remain busy until a minimum of 30 msec
  818. following the final bit of the last word of the message has been received, or a
  819. total of 175 msec has elapsed.
  820.  
  821.         Channel Confirmation
  822.  
  823. Mobiles are to monitor station control messages for orders and respond to both
  824. audio and local control orders even though land stations are not required to
  825. reply.  MIN bits must be matched.  Thereafter, the System Access Task is
  826. entered with a page response, as above, and an access timer started.
  827.  
  828. This time runs as follows:
  829.  
  830.         o  12 seconds for an origination
  831.         o  6 seconds for page response
  832.         o  6 seconds for an order response
  833.         o  6 seconds for a registration
  834.  
  835. The last try code is then set to zero, and the equipment begins the Scan Access
  836. Channels Task to find two channels with the strongest signals which it tunes
  837. and enters the Retrieve Access Attempts Parameters Task.
  838.  
  839. This is where both maximum numbers of seizure attempts and busy signals are
  840. each set to 10.  A read control-filler bit (RCF) will then be checked:  If the
  841. RCF equals zero, the mobile then reads a control-filler message, sets DCC and
  842. WFOM (wait for overhead message train before reverse control channel access) to
  843. the proper fields and sets the proper fields and sets the appropriate power
  844. level.  Should neither the DCC field nor the control-filler message be received
  845. and access time has expired, the mobile station goes to Serving System
  846. Determination Task.  But within the allowed access time, the mobile station
  847. enters the Alternate Access Channel Task.  BIS is then set to 1 and the WFOM
  848. bit is checked.  If WFOM equals 1, the station enters the Update Overhead
  849. Information Task; if WFOM equals 0, a random delay wait is required of 0 to 200
  850. msec, +/- 1 msec.  Then, the station enters the Seize Reverse Control Channel
  851. Task.
  852.  
  853. Service Requesting is next.  This task requires that the mobile continue to
  854. send is message to the land station according to the following instructions:
  855.  
  856.         o Word A is required at all times.
  857.         o Word B has to be sent if last try access LT equals 1 or if E requires
  858.           MIN1 and/or MIN2, and the ROAM status is disabled, or if the station
  859.           has been paged with a 2-word control message.
  860.         o Word C is transmitted with S (serial number) being 1
  861.         o Word D required if the access is an origination
  862.         o Word E transmitted when the access is an origination and between 9
  863.           and 16 digits are dialed.  When the mobile has transmitted its
  864.           complete message, an unmodulated carrier is required for another 25
  865.           milliseconds before carrier turnoff.  After words A through E have
  866.           been sent, the next mobile task depends on the type of access.
  867.  
  868. Order confirmation requires entry into the Serving System Determination Task.
  869.  
  870.      Origination means entry into the Await Message Task.
  871.      Page response, is the same as Origination.
  872.  
  873. Registration requires Await Registration Confirmation, which must be completed
  874. within 5 seconds or registration failure follows.  The same is true for Await
  875. Message since an incomplete task in 5 seconds sends the mobile into the Serving
  876. System Determination Task.  Origination or Page response requires mobile update
  877. of parameters delivered in the message.  If R equals 1, the mobile enters the
  878. Autonomous Registration Task, otherwise, it goes to the Initial Voice Channel
  879. Confirmation Task.  Origination access may be either an intercept or reorder,
  880. and in these instances, mobiles enter the Serving System Determination Task.
  881. The same holds true for a page response access.  But if access is an
  882. origination and the user terminates his call during this task, the call has to
  883. be released on a voice channel and not control channel.
  884.  
  885. If a mobile station is equipped for Directed Retry and if a new message is
  886. received before all four words of the directed retry message, it must go to the
  887. Serving System Determination Task.  There the last try code (LT) must be set
  888. according to the ORDQ (order qualifier) field of the message as follows:
  889.  
  890.                 If 000, LT sets to 0
  891.                 If 0001, LT sets to 1
  892.  
  893. Thereafter, the mobile clears the list of control channels to be scanned in
  894. processing Directed Retry (CCLIST) and looks at each CHANPOS (channel position)
  895. field contained in message words three and four.  For nonzero CHANPOS field,
  896. the mobile calculates a corresponding channel number by adding CHANPOS to
  897. FIRSTCHA minus one.  Afterwards, the mobile has then to determine if each
  898. channel number is within the set designated for cellular systems.  A true
  899. answer requires adding this/these channel(s) to the CCLIST.
  900.  
  901.  
  902.         Awaiting Answers
  903.  
  904. Here, an alert timer is set for 65 seconds (0 to +20 percent).  During this
  905. period the following events may take place:
  906.  
  907.         o Should time expire, the mobile turns its transmitter off and enters
  908.           the Serving System Determination Task.
  909.         o An answer requires signaling tone turnoff and Conversation Task 
  910.           entry.
  911.  
  912.         o If any of the messages listed hereafter are received within 100
  913.           milliseconds, the mobile must compare SCC digits that identify stored
  914.           and proper SAT frequencies for the station to the PSCC (present SAT
  915.           color code).  If not equivalent, the order is ignored.  If correct,
  916.           then the following actions taken for each order:
  917.  
  918.         Handoff:  Signaling extinguished for 500 msec, signal tone off,
  919.         transmitter off, power lever adjusted, new channel tuned, new SAT, new
  920.         SCC field, transmitter on, fade timer reset, and signaling tone on.
  921.         Wait for an answer.
  922.  
  923.           Alert:  Reset alert timer for 65 seconds and stay in
  924.                   Waiting for Answer Task.
  925.  
  926.      Stop Alert:  Extinguish signaling tone and enter Waiting for Order Task.
  927.  
  928.         Release:  Signaling tone off, wait 500 msec, then enter Release Task.
  929.  
  930.           Audit:  Confirm message to land station, then stay in
  931.                   Waiting for Answer Task.
  932.  
  933.     Maintenance:  Reset alert timer for 65 seconds and remain in
  934.                   Waiting for Answer Task.
  935.  
  936.    Change Power:  Adjust transmitter to power level required and send
  937.                   confirmation to land station.  Remain in
  938.                   Waiting for Answer Task.
  939.  
  940.   Local Control:  If local control is enabled and order received, examine LC
  941.                   field and determine action.
  942.  
  943.                   Orders other than the above for this type of action are
  944.                   ignored.
  945.  
  946.         Conversation
  947.  
  948. In this mode, a release-delay timer is set for 500 mSec.  If Termination is
  949. enabled, the mobile sets termination status to disabled and waits 500 mSec
  950. before entering Release Task.  The following actions may then execute:
  951.  
  952.         o  Upon call termination, the release delay timer has to be checked.
  953.            If time has expired, the Release Task is entered; if not expired,
  954.            the mobile must wait until expiration and then enter Release Task.
  955.  
  956.         o  Upon user requested flash, signaling tone turned on for 400 mSec.
  957.            But should a valid order tone be received during this interval,
  958.            the flash is immediately terminated and the order processed.  The
  959.            flash, of course, is not then valid.
  960.  
  961.         o  Upon receipt of the following listed orders and within 100 mSec,
  962.            the mobile must compare SCC with PSCC, and the order is ignored
  963.            if the two are not equal.  But if they are the same, the following
  964.            can occur:
  965.  
  966.         Handoff:  Signaling tone on for 50 mSec, then off, transmitter off,
  967.         power level adjusted, new channel tuned, adjust new SAT, set SCC to SCC
  968.         field message value, transmitter on, fade timer reset, remain in
  969.         Conversation Task.
  970.  
  971.     Send Called Address:  Upon receipt within 10 seconds of last valid flash,
  972.                   called address sent to land station.  Mobile remains in
  973.                   Conversation Task.  Otherwise, remain in Conversation Task.
  974.  
  975.           Alert:  Turn on signaling tone, wait 500 mSec, then enter
  976.                   Waiting for Answer Task.
  977.  
  978.         Release:  Check release delay timer.  If time expired, mobile enters
  979.                   Release Task; but if timer has not finished, then mobile must
  980.                   wait and then enter Release Task when time has expired.
  981.  
  982.           Audit:  Order confirmation sent to land station while remaining in
  983.                   Conversation Task.
  984.  
  985.     Maintenance:  Signaling tone on, wait 500 mSec, then enter Waiting for
  986.                   Answer Task.
  987.  
  988.    Change Power:  Adjust transmitter to power level required by order
  989.                   qualification code and send confirmation to land station.
  990.                   Remain in Conversation Task.
  991.  
  992.   Local Control:  If local control in enabled and local control order received,
  993.                   the LC field is to be checked for subsequent action and
  994.                   confirmation.
  995.  
  996. Orders other than the above for this type of action are ignored.
  997.  
  998.  
  999.         Release
  1000.  
  1001. In the release mode the following steps are required:
  1002.  
  1003.         o  Signaling tone sent for 1.8 sec.  If flash in transmission when
  1004.            signaling tone begun, it must be continued and timing bridged so
  1005.            that action stops within 1.8 sec.
  1006.         o  Stop signaling tone.
  1007.                 o  Turn off transmitter.
  1008.                 o  The mobile station then enters the Serving System
  1009.                    Determination Task.
  1010.  
  1011. The above is the Cellular System Mobile/Land Station Compatibility
  1012. Specification.  The following shall be Signaling Formats which are also found
  1013. in the above document.  I converted all these tables by HAND into ASCII so
  1014. appreciate them.  It wasn't the easiest thing to do.  But I must say, I
  1015. definitely understand the entire cellular operation format.
  1016.  
  1017.  
  1018.    There are two types of continuous wideband data stream transmissions.  One
  1019. is the Forward Control Channel which is sent from the land station to the
  1020. mobile.  The other is the Reverse Control Channel, which is sent from the
  1021. mobile to the land station.  Each data stream runs at a rate of 10 kilobit/sec,
  1022. +/- 1 bit/sec rate.  The formats for each of the channels follow.
  1023.  
  1024.  
  1025.       - Forward Control Channel
  1026.  
  1027. The forward control channel consists of three discrete information streams.
  1028. They are called stream A, stream B and the busy-idle stream.  All three streams
  1029. are multiplexed together.  Messages to mobile stations with the least
  1030. significant bit of their MIN number equal to "0" are sent on stream A, and
  1031. those with a "1" are sent on stream B.
  1032.  
  1033. The busy-idle stream contains busy-idle bits, which are used to indicate the
  1034. status of the reverse control channel.  If the busy-idle bit = "0" the reverse
  1035. control channel is busy, if it equals "1" it is idle.  The busy-idle bit is
  1036. located at the beginning of each dotting sequence, word sync sequence, at the
  1037. beginning of the first repeat of word A and after every 10 message bits
  1038. thereafter.
  1039.  
  1040. Mobile stations achieve synchronization with the incoming data via a 10 bit
  1041. dotting sequence (1010101010) and an 11 bit word sync sequence (11100010010).
  1042. Each word contains 40 bits, including parity and is repeated 5 times after
  1043. which it is then referred to as a "block".  For a multiword message, the second
  1044. word block and subsequent word blocks are formed the same as the first word
  1045. block including the dotting and sync sequences.  A "word" is formed when the 28
  1046. content bits are encoded into a (40, 28; 5) BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)
  1047. code.  The left-most bit shall be designated the most-significant bit.
  1048.  
  1049.         The Generator polynominal for the (40, 28;5) BCH code is:
  1050.  
  1051.                         12    10    8    5    4    3    0
  1052.               G (X) =  X   + X   + X  + X  + X  + X  + X
  1053.                B
  1054.  
  1055. Each FOCC message can consist of one or more words.  Messaging transmitted over
  1056. the forward control channel are:
  1057.  
  1058.                 - Mobile station control message
  1059.                 - Overhead message
  1060.                 - Control-filler message
  1061.  
  1062. Control-filler messages may be inserted between messages and between word
  1063. blocks of a multiword message.
  1064.  
  1065. Message Formats:  Found on either stream A or B
  1066.  
  1067.      -  Mobile Station Control Message
  1068.  
  1069. The mobile station control message can consist of one, two, or four words.
  1070.  
  1071.         Word 1 (abbreviated address word)
  1072.  
  1073.    +--------+-------+---------------------------------------+-----------+
  1074.    | T   t  |       |                                       |           |
  1075.    |  1   2 |  DCC  |    Mobile Identification Number 1     |     P     |
  1076.    |        |       |                      23-0             |           |
  1077.    +--------+-------+---------------------------------------+-----------+
  1078.  bits:  2       2                      24                         12
  1079.  
  1080.  
  1081.          Word 2 (Extended Address Word)
  1082.  
  1083.  
  1084.      +------+-----+-----------+------+--------+-------+----------+-----+
  1085.      | T  T |SCC =|           | RSVD | LOCAL  | CRDQ  |   ORDER  |     |
  1086.      |  1  2| 11  |  MIN2     | = 0  |        |       |          |     |
  1087.      |   =  +-----+     3-24  +------+-----+--+-------+----------|  P  |
  1088.      |  10  |SCC =|           |    VMAC    |       CHAN          |     |
  1089.      |      | 11  |           |            |                     |     |
  1090.      +------+-----+-----------+------------+---------------------+-----+
  1091.          2     2       10           3               11              12
  1092.  
  1093.  
  1094.         Word 3 (First Directed-Retry Word)
  1095.  
  1096.  
  1097.      +------+-----+-----------+-----------+-----------+-------+--------+
  1098.      | T  T | SCC |           |           |           | RSVD  |        |
  1099.      |  1  2|  =  |  CHANPOS  |  CHANPOS  |  CHANPOS  |  =    |        |
  1100.      |   =  |     |           |           |           | 000   |    P   |
  1101.      |  10  | 11  |           |           |           |       |        |
  1102.      +------+-----+-----------+-----------+-----------+-------+--------+
  1103.         2      2        7           7           7         3       12
  1104.  
  1105.  
  1106.         Word 4 (Second Directed-Retry Word)
  1107.  
  1108.      +------+-----+-----------+-----------+-----------+-------+--------+
  1109.      | T  T | SCC |           |           |           | RSVD  |        |
  1110.      |  1  2|  =  |  CHANPOS  |  CHANPOS  |  CHANPOS  |  =    |        |
  1111.      |   =  |     |           |           |           | 000   |    P   |
  1112.      |  10  | 11  |           |           |           |       |        |
  1113.      +------+-----+-----------+-----------+-----------+-------+--------+
  1114.         2      2        7           7           7         3        12
  1115.  
  1116.  
  1117. The interpretation of the data fields:
  1118.  
  1119.         T  T   - Type field.  If only Word 1 is send, set to 00 in Word 1.
  1120.         SCC    - SAT color code (discussed previously)
  1121.         ORDER  - Order field.  Identifies the order type (see table below)
  1122.         ORDQ   - Order qualifier field.  Qualifies the order to a specific
  1123.                  action
  1124.         LOCAL  - Local control field.  This field is specific to each system.
  1125.                  The ORDER field must be set to local control for this field to
  1126.                  be interpreted.
  1127.         VMAC   - Voice Mobile Attenuation Code field.  Indicates the mobile
  1128.                  station power level associated with the designated voice
  1129.                  channel.
  1130.         CHAN   - Channel number field.  Indicates the designated voice channel.
  1131.         CHANPOS- CHANnel POSition field.  Indicates the position of a control
  1132.                  channel relative to the first access channel (FIRSTCHA).
  1133.         RSVD   - Reserved for future use, all bits must be set as indicated.
  1134.         P      - Parity field.
  1135.  
  1136.  
  1137.         Coded Digital Color Code
  1138.       +--------------------------------------------+
  1139.       | Received DCC           7-bit Coded DCC     |
  1140.       |     00                     0000000         |
  1141.       |     01                     0011111         |
  1142.       |     10                     1100011         |
  1143.       |     11                     1111100         |
  1144.       +--------------------------------------------+
  1145.  
  1146.  
  1147.         Order and Order Qualification Codes
  1148.  
  1149.   +-------+-------------+---------------------------------------------------+
  1150.   | Order |    Order    |                                                   |
  1151.   | Code  |Qualification|                     Function                      |
  1152.   |       |    Code     |                                                   |
  1153.   +-------+-----------------------------------------------------------------+
  1154.   | 00000      000      page (or origination)                               |
  1155.   | 00001      000      alert                                               |
  1156.   | 00011      000      release                                             |
  1157.   | 00100      000      reorder                                             |
  1158.   | 00110      000      stop alert                                          |
  1159.   | 00111      000      audit                                               |
  1160.   | 01000      000      send called-address                                 |
  1161.   | 01001      000      intercept                                           |
  1162.   | 01010      000      maintenance                                         |
  1163.   |                                                                         |
  1164.   | 01011      000      charge power to power level 0                       |
  1165.   | 01011      001      charge power to power level 1                       |
  1166.   | 01011      010      charge power to power level 2                       |
  1167.   | 01011      011      charge power to power level 3                       |
  1168.   | 01011      100      charge power to power level 4                       |
  1169.   | 01011      101      charge power to power level 5                       |
  1170.   | 01011      110      charge power to power level 6                       |
  1171.   | 01011      111      charge power to power level 7                       |
  1172.   |                                                                         |
  1173.   | 01100      000      directed retry - not last try                       |
  1174.   | 01100      001      directed retry - last try                           |
  1175.   |                                                                         |
  1176.   | 01101      000      non-autonomous registration - don't reveal location |
  1177.   | 01101      001      non-autonomous registration - make location known   |
  1178.   | 01101      010      autonomous registration - don't reveal location     |
  1179.   | 01101      011      autonomous registration - make location known       |
  1180.   |                                                                         |
  1181.   | 11110      000      local control                                       |
  1182.   |                                                                         |
  1183.   |      All other codes are reserved                                       |
  1184.   |                                                                         |
  1185.   +-------------------------------------------------------------------------+
  1186.  
  1187.  
  1188.         Forward Voice Channel
  1189.  
  1190. The forward voice channel (FVC) is a wideband data stream sent by the land
  1191. station to the mobile station.  This data stream must be generated at a 10
  1192. kilobit/Sec +/- .1 bit/Sec rate.  The Forward Voice Channel format follows:
  1193.  
  1194.   +-----------+------+--------+-----+------+--------+-----+------+------
  1195.  ||           |      | Repeat |     |      | Repeat |     |      |
  1196.  ||           | word |        |     | word |        |     | word |
  1197.  ||  Dotting  | sync |  1 of  | dot | sync |  2 of  | dot | sync |
  1198.  ||           |      |        |     |      |        |     |      |
  1199.  ||           |      |  Word  |     |      |  Word  |     |      |
  1200.   +-----------+------+--------+-----+------+--------+-----+------+------
  1201.       101        11      40      37    11      40      37    11
  1202.  
  1203.        -----+--------+-----+------+--------+-----+------+--------+
  1204.             | Repeat |     |      | Repeat |     |      | Repeat ||
  1205.             |        |     | word |        |     | word |        ||
  1206.             |  9 of  | dot | sync | 10 of  | dot | sync | 11 of  ||
  1207.             |        |     |      |        |     |      |        ||
  1208.             |  Word  |     |      |  Word  |     |      |  Word  ||
  1209.        -----+--------+-----+------+--------+-----+------+--------+
  1210.                 40      37    11      40      37    11      40
  1211.  
  1212. A 37-bit dotting sequence and an 11-bit word sync sequence are sent to permit
  1213. mobile stations to achieve synchronization with the incoming data, except at
  1214. the first repeat of the word, where the 101-bit dotting sequence is used.  Each
  1215. word contains 40 bits, including parity, and is repeated eleven times together
  1216. with the 37-bit dotting and 11-bit word sync; it is then referred to as a word
  1217. block.  A word block is formed by encoded the 28 content bits into a (40, 28)
  1218. BCH code that has a distance of 5 (40, 28; 5).  The left-most bit (as always)
  1219. is designated the most-significant bit.  The 28 most significant bits of the
  1220. 40-bit field shall be the content bits.  The generator polynominal is the same
  1221. as that used for the forward control channel.
  1222.  
  1223. The mobile station control message is the only message transmitted over the
  1224. forward voice channel.  The mobile station control message consists of one
  1225. word.
  1226.  
  1227.  
  1228.         Mobile Station Control Message:
  1229.  
  1230.       +-------+-------+------+-----------+-------+------+-------+------+
  1231.       | T  T  | SCC = |      |  RSVD =   | LOCAL | ORDQ | ORDER |      |
  1232.       |  1  2 |   11  |      | 000 ... 0 |       |      |       |      |
  1233.       |   =   +-------| PSCC +-----------+-------+------+-------+   P  |
  1234.       |       | SCC = |      |  RSVD =   |  VMAC |    CHANNEL   |      |
  1235.       |  10   |   11  |      | 000 ... 0 |       |              |      |
  1236.       +-------+-------+------+-----------+-------+--------------+------+
  1237.           2       2       2        8         3          11         12
  1238.  
  1239.       Interpretation of the data fields:
  1240.  
  1241.         T  T   - Type field.  Set to '10'.
  1242.          1  2
  1243.  
  1244.        SCC     - SAT color code for new channel (see SCC table)
  1245.        PSCC    - Present SAT color code.  Indicates the SAT color code
  1246.                  associated with the present channel.
  1247.        ORDER   - Order field.  Identifies the order type.  (see Order table)
  1248.        ORDQ    - Order qualifier field.  Qualifies the order to a specific
  1249.                  action (see Order table)
  1250.        LOCAL   - Local Control field.  This field is specific to each system.
  1251.                  The ORDER field must be set to local control (see Order table)
  1252.                  for this field to be interpreted.
  1253.        VMAC    - Voice mobile attenuation code field.  Indicates the mobile
  1254.                  station power level associated with the designated voice
  1255.                  channel.
  1256.        RSVD    - Reserved for future use;  all bits must be set as indicated.
  1257.        P       - Parity field.
  1258.  
  1259.  
  1260.         Reverse Control Channel
  1261.  
  1262. The Reverse Control Channel (RECC) is a wideband data stream sent from the
  1263. mobile station to the land station.  This data stream runs at a rate of 10
  1264. kilobit/sec, +/- 1 bit/sec rate.  The format of the RECC data stream follows:
  1265.  
  1266.      +---------+------+-------+------------+-------------+-----------+-----
  1267.      | Dotting | Word | Coded | first word | Second word | Third word|
  1268.      |         | sync |  DCC  | repeated   |   repeated  |  repeated |
  1269.      |         |      |       | 5 times    |   5 times   |  5 times  |
  1270.      +---------+------+-------+------------+-------------+-----------+-----
  1271.   bits:  30       11      7        240           240          240
  1272.  
  1273.                          Dotting = 01010101...010101
  1274.  
  1275.                        Word sync = 11100010010
  1276.  
  1277.  
  1278. All messages begin with the RECC seizure precursor with is composed of a 30 bit
  1279. dotting sequence (1010...101), and 11 bit word sync sequence (11100010010), and
  1280. the coded digital color code.
  1281.  
  1282. Each word contains 48 bits, including parity, and is repeated five times after
  1283. which it is referred to as a word block.  A word is formed by encoding 36
  1284. content bits into a (48, 36) BCH code that has a distance of 5, (48 36; 5).
  1285. The left most bit shall be designated the most-significant bit.  The 36 most
  1286. significant bits of the 48 bit field shall be the content bits.
  1287.  
  1288. The generator polynomial for the code is the same for the (40,28;5) code used
  1289. on the forward channel.
  1290.  
  1291. Each Reverse Control Channel message can consist of one of the five words.  The
  1292. types of messages to be transmitted over the reverse control channel are as
  1293. follows:
  1294.  
  1295.         o  Page Response Message
  1296.         o  Origination Message
  1297.         o  Order Confirmation Message
  1298.         o  Order Message
  1299.  
  1300. These messages are made up of combination of the following five words:
  1301.  
  1302.         Word A - Abbreviated Address Word
  1303.  
  1304.    +---+------+---+---+---+------+---+-----------------------------------+---+
  1305.    | F |      |   |   |   | RSVD | S |                                   |   |
  1306.    |   |      |   |   |   |      |   |                                   |   |
  1307.    | = | NAWC | T | S | E |  =   | C |          MIN 1                    | P |
  1308.    |   |      |   |   |   |      |   |                23 - 0             |   |
  1309.    | 1 |      |   |   |   |  0   | M |                                   |   |
  1310.    +---+------+---+---+---+------+---+-----------------------------------+---+
  1311.      1     3    1   1   1    1     4                   24                  12
  1312.  
  1313.  
  1314.         Word B - Extended Address Word
  1315.  
  1316.    +---+------+-------+------+-------+----+------+-----------------------+---+
  1317.    | F |      |       |      |       |    | RSVD |                       |   |
  1318.    |   |      |       |      |       |    |      |                       |   |
  1319.    | = | NAWC | LOCAL | ORDQ | LOCAL | LT |  =   |      MIN 2            | P |
  1320.    |   |      |       |      |       |    |      |            33-24      |   |
  1321.    | 0 |      |       |      |       |    | 00..0|                       |   |
  1322.    +---+------+-------+------+-------+----+------+-----------------------+---+
  1323.      1    3       5      3       5     1      8              10            12
  1324.  
  1325.  
  1326.         Word C - Electronic Serial Number Word
  1327.  
  1328.    +---+--------+--------------------------------------+---------------+
  1329.    | F |        |                                      |               |
  1330.    |   |        |                                      |               |
  1331.    | = |  NAWC  |             SERIAL (ESN)             |       P       |
  1332.    |   |        |                                      |               |
  1333.    | 1 |        |                                      |               |
  1334.    +---+--------+--------------------------------------+---------------+
  1335.      1     3                      32                           12
  1336.  
  1337.  
  1338.         Word D - First Word of the Called-Address
  1339.  
  1340.     +---+------+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1341.     | F |      | 1st   | 2nd   |     |     |     |     | 7th   | 8th   |   |
  1342.     |   |      |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1343.     | = | NAWC | DIGIT | DIGIT | ... | ... | ... | ... | DIGIT | DIGIT | P |
  1344.     |   |      |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1345.     | 1 |      |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1346.     +---+------+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1347.       1    3       4       4      4     4     4     4      4       4     12
  1348.  
  1349.  
  1350.         Word E - Second Word of the Called-Address
  1351.  
  1352.     +---+------+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1353.     | F | NAWC | 9th   | 10th  |     |     |     |     | 15th  | 16th  |   |
  1354.     |   |      |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1355.     | = |  =   | DIGIT | DIGIT | ... | ... | ... | ... | DIGIT | DIGIT | P |
  1356.     |   |      |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1357.     | 0 | 000  |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1358.     +---+------+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1359.       1    3       4       4      4     4     4     4      4       4     12
  1360.  
  1361.  
  1362. The interpretation of the data fields is as follows:
  1363.  
  1364.         F      - First word indication field.  Set to '1' in first word and '0'
  1365.                  in subsequent words.
  1366.  
  1367.         NAWC   - Number of additional words coming field.
  1368.         T      - T field.  Set to '1' to identify the message as an origination
  1369.                  or an order; set to '0' to identify the message as an order
  1370.                  response or page response.
  1371.         S      - Send serial number word.  If the serial number word is sent,
  1372.                  set to '1';  if the serial number word is not sent, set to
  1373.                  '0'.
  1374.         SCM    - The station class mark field
  1375.         ORDER  - Order field.  Identifies the order type.
  1376.         ORDQ   - Order qualifier field.  Qualifies the order confirmation to a
  1377.                  specific action.
  1378.         LOCAL  - Local control field.  This field is specific to each system.
  1379.                  The ORDER field must be set to locate control for this field
  1380.                  to be interpreted.
  1381.         LT     - Last-try code field.
  1382.         MIN1   - Mobile Identification number field part one.
  1383.         MIN2   - Mobile Identification number field part two.
  1384.         SERIAL - Electronic Serial Number field.  Identifies the serial number
  1385.                  of the mobile station.
  1386.         DIGIT  - Digit field (see table below)
  1387.         RSVD   - Reserved for future use; all bits must be set as indicated.
  1388.         P      - Parity field.
  1389.  
  1390.  
  1391.         Called-address Digit Codes
  1392.    +------------------------------------------------------------------------+
  1393.    |    Digit           Code            Digit           Code                |
  1394.    |                                                                        |
  1395.    |      1             0001              7             0111                |
  1396.    |      2             0010              8             1000                |
  1397.    |      3             0011              9             1001                |
  1398.    |      4             0100              0             1010                |
  1399.    |      5             0101              *             1011                |
  1400.    |      6             0110              #             1100                |
  1401.    |                                    Null            0000                |
  1402.    |                                                                        |
  1403.    |    NOTE:                                                               |
  1404.    |    1.  The digit 0 is encoded as binary 10, not binary zero.           |
  1405.    |    2.  The code 0000 is the null code, indicated no digit present      |
  1406.    |    3.  All other four-bit sequences are reserved, and must not be      |
  1407.    |        transmitted.                                                    |
  1408.    |                                                                        |
  1409.    +------------------------------------------------------------------------+
  1410.  
  1411. Examples of encoding called-address information into the called address words
  1412. follow:
  1413.  
  1414. If the number 2# is entered, the word is as follows:
  1415.  
  1416.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1417.    | NOTE | 0010 | 1100 | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 |    P    |
  1418.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1419.  
  1420. If the number 13792640 is entered, the word is as follows:
  1421.  
  1422.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1423.    | NOTE | 0001 | 0011 | 0111 | 1001 | 0010 | 0110 | 0100 | 1010 |    P    |
  1424.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1425.  
  1426. As you can see the numbers are coded into four bits and inserted sequentially
  1427. into the train.  Notice that when the number is longer than 8 numbers it is
  1428. broken into two different Words.
  1429.  
  1430. If the number 6178680300 is entered, the words are as follows:
  1431.  
  1432.         Word D - First Word of the Called-Address
  1433.  
  1434.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1435.    | NOTE | 0110 | 0001 | 0111 | 1000 | 0110 | 1000 | 1010 | 1010 |    P    |
  1436.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1437.        4      4      4      4      4      4      4      4     4        12
  1438.  
  1439.         Word E - Second Word of the Called-Address
  1440.  
  1441.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1442.    | NOTE | 0010 | 1010 | 1010 | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 |    P    |
  1443.    +------+------+------+------+------+------+------+------+------+---------+
  1444.        4      4      4      4      4      4      4      4     4        12
  1445.  
  1446.        NOTE = four bits which depend on the type of message
  1447.  
  1448.  
  1449.         Reverse Voice Channel
  1450.  
  1451. The reverse voice channel (RVC) is a wideband data stream sent from the mobile
  1452. station to the land station.  This data stream must be generated at a 10
  1453. kilobit/second +/- 1 bit/sec rate.  The format is presented below.
  1454.  
  1455.   +-------------+------+----------+-----+------+----------+-----+------+----
  1456.  ||             |      | Repeat 1 |     |      | Repeat 2 |     |      |
  1457.  ||             | word |          |     | word |          |     | word |
  1458.  ||   Dotting   | sync |    of    | Dot | sync |    of    | Dot | sync |
  1459.  ||             |      |          |     |      |          |     |      |
  1460.  ||             |      |  Word 1  |     |      |  Word 1  |     |      |
  1461.   +-------------+------+----------+-----+------+----------+-----+------+----
  1462.       101         11       48      37     11       48       37    11
  1463.  
  1464.  ---+----------+-----+------+----------+-----+------+----------+-----+----
  1465.     | Repeat 3 |     |      | Repeat 4 |     |      | Repeat 5 |     |
  1466.     |          |     | word |          |     | word |          |     |
  1467.     |    of    | Dot | sync |    of    | Dot | sync |    of    | Dot |
  1468.     |          |     |      |          |     |      |          |     |
  1469.     |  Word 1  |     |      |  Word 1  |     |      |  Word 1  |     |
  1470.  ---+----------+-----+------+----------+-----+------+----------+-----+----
  1471.         48       37     11      48        37    11       48       37
  1472.  
  1473.         ---+------+----------+--------    -------+----------+
  1474.            |      | Repeat 1 |                   | Repeat 5 ||
  1475.            | word |          |                   |          ||
  1476.            | sync |    of    |   ...             |    of    ||
  1477.            |      |          |                   |          ||
  1478.            |      |  Word 2  |                   |  Word 2  ||
  1479.         ---+------+----------+--------    -------+----------+
  1480.  
  1481. A 37-bit dotting sequence and an 11-bit word sync sequence are sent to permit
  1482. land stations to achieve synchronization with the incoming data, except at the
  1483. first repeat of word 1, where a 101-bit dotting sequence is used.  Each word
  1484. contains 48 bits, including parity, and is repeated five times together with
  1485. the 37-bit dotting and 11-bit word sync sequences; it is then referred to as a
  1486. word block.  For a multi-word message, the second word block is formed the same
  1487. as the first word block including the 37-bit dotting and 11-bit word sync
  1488. sequences.  A word is formed by encoding the 36 content bits into a (48, 36)
  1489. BCH code that has a distance of 5, (48, 36; 5).  The left-most bit (earliest in
  1490. time) shall be designated the most-significant bit.  The 36 most-significant
  1491. bits of the 48-bit field shall be the content bits.  The generator polynomial
  1492. for the code is the same as for the (40, 28; 5) code used on the forward
  1493. control channel.
  1494.  
  1495. Each RVC message can consist of one or two words.  The types of messages to be
  1496. transmitted over the reverse voice channel are as follows:
  1497.  
  1498.         o Order Confirmation Message
  1499.         o Called-Address Message
  1500.  
  1501. The message formats are as follows:
  1502.  
  1503.  
  1504.         Order Confirmation Message:
  1505.  
  1506.      +---+------+---+-------+------+-------+-----------+---------+
  1507.      | F | NAWC | T |       |      |       |    RSVD   |         |
  1508.      |   |      |   |       |      |       |           |         |
  1509.      | = |  =   | = | LOCAL | ORDQ | ORDER |     =     |    P    |
  1510.      |   |      |   |       |      |       |           |         |
  1511.      | 1 |  00  | 1 |       |      |       | 000 ... 0 |         |
  1512.      +---+------+---+-------+------+-------+-----------+---------+
  1513.        1    2     1     5       3      5        19         12
  1514.  
  1515.  
  1516.         Called-Address Message
  1517.  
  1518.         Word 1 - First Word of the Called-Address
  1519.  
  1520.   +---+------+---+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1521.   | F | NAWC | T |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1522.   |   |      |   |  1st  |  2nd  |     |     |     |     |  7th  |  8th  |   |
  1523.   | = |  =   | = | Digit | Digit | ... | ... | ... | ... | Digit | Digit | P |
  1524.   |   |      |   |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1525.   | 1 |  01  | 0 |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1526.   +---+------+---+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1527.     1    2     1     4       4      4     4     4     4      4       4     12
  1528.  
  1529.         Word 2 - Second Word of the Called-Address
  1530.  
  1531.   +---+------+---+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1532.   | F | NAWC | T |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1533.   |   |      |   |  9th  |  10th |     |     |     |     |  15th |  16th |   |
  1534.   | = |  =   | = | Digit | Digit | ... | ... | ... |  .. | Digit | Digit | P |
  1535.   |   |      |   |       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1536.   | 0 |  00  | 0D|       |       |     |     |     |     |       |       |   |
  1537.   +---+------+---+-------+-------+-----+-----+-----+-----+-------+-------+---+
  1538.     1    2     1     4       4      4     4     4     4      4       4     12
  1539.  
  1540.  
  1541. The fields are descriptions a the me as those for the Reverse Control channel
  1542. above.
  1543.  
  1544.         Overhead Message
  1545.  
  1546. A three-bit OHD field is used to identify the overhead message types.  Overhead
  1547. message type codes are listed in the table below.  They are grouped into the
  1548. following functional classes:
  1549.  
  1550.         o System parameter overhead message
  1551.         o Global action overhead message
  1552.         o Registration identification message
  1553.         o Control-filler message
  1554.  
  1555. Overhead messages are send in a group called an overhead message train.  The
  1556. first message of the train must be the system parameter overhead message.  The
  1557. desired global action messages and/or a registration ID message must be
  1558. appended to the end of the system parameter overhead message.  The total number
  1559. of words in an overhead message train is one more than the value of the NAWC
  1560. field contained in the first word of the system parameter overhead message.
  1561. The last word in the train must be set to '0'.  For NAWC-counting purposes,
  1562. inserted control-filler messages must not be counted as part of the overhead
  1563. message train.
  1564.  
  1565. The system parameter overhead message must be sent every .8 +/- .3 seconds on
  1566. each of the following control channels:
  1567.  
  1568.         o combined paging-access forward channel.
  1569.         o Separate paging forward control channel
  1570.         o Separated access forward control channel when the control-filler
  1571.           message is sent with the WFOM bit set to '1'.
  1572.  
  1573. The global action messages and the registration identification message are sent
  1574. on an as needed basis.
  1575.  
  1576.         o The system parameter for overhead message consists of two words.
  1577.  
  1578.  
  1579.     0  Word 1
  1580.  
  1581.         +-------+-----+----------+------+------+-----+------------+
  1582.         | T  T  |     |          | RSVD |      | OHD |            |
  1583.         |  1  2 |     |          |      |      |     |            |
  1584.         |   =   | DCC |   SID1   |  =   | NAWC |  =  |     P      |
  1585.         |       |     |          |      |      |     |            |
  1586.         |  11   |     |          | 000  |      | 110 |            |
  1587.         +-------+-----+----------+------+------+-----+------------+
  1588.             2      2       14        3      4     3        12
  1589.  
  1590.  
  1591.         Word 2
  1592.  
  1593.        +-------+-------+-----+-----+------+------+-----+------+---
  1594.        | T  T  |       |     |     |      |      |     | RSVD |
  1595.        |  1  2 |       |     |     |      |      |     |      |
  1596.        |   =   |  DCC  |  S  |  E  | REGH | REGR | DTX |  =   |
  1597.        |       |       |     |     |      |      |     |      |
  1598.        |   11  |       |     |     |      |      |     |  0   |
  1599.        +-------+-------+-----+-----+------+------+-----+------+---
  1600.            2       2      1     1     1       1     1      1
  1601.  
  1602.        ---+-------+-----+-----+----------+-----+-------+-----------+
  1603.           |       |     |     |          |     |  OHD  |           |
  1604.           |       |     |     |          |     |       |           |
  1605.           | N - 1 | RCF | CPA | CMAX - 1 | END |   =   |     P     |
  1606.           |       |     |     |          |     |       |           |
  1607.           |       |     |     |          |     |  111  |           |
  1608.        ---+-------+-----+-----+----------+-----+-------+-----------+
  1609.               5      1     1        7       1      3         12
  1610.  
  1611.  
  1612.                 Overhead Message Types
  1613.     +----------------------------------------------------------+
  1614.     |   Code    Order                                          |
  1615.     +----------------------------------------------------------+
  1616.     |   000     Registration ID                                |
  1617.     |   001     Control-filler                                 |
  1618.     |   010     reserved                                       |
  1619.     |   011     reserved                                       |
  1620.     |   100     global action                                  |
  1621.     |   101     reserved                                       |
  1622.     |   110     Word 1 of system parameter message             |
  1623.     |   111     Word 2 of system parameter message             |
  1624.     +----------------------------------------------------------+
  1625.  
  1626.         The interpretation of the data fields:
  1627.  
  1628.         T  T    - Type field. Set to '11' indicating an overhead word.
  1629.          1  2
  1630.         OHD     - Overhead message type field.  The OHD field of Word 1 is set
  1631.                   to '110' indicating the first word of the system parameter
  1632.                   overhead message.  The OHD field of Word 2 is set to '111'
  1633.                   indicating the second word of the system parameter overhead
  1634.                   message.
  1635.         DCC     - Digital Color Code field.
  1636.         SID1    - First part of the system identification field
  1637.         NAWC    - Number of Additional Words Coming field.  In Word 1 this
  1638.                   field is set to one fewer than the total number of words in
  1639.                   the overhead message train.
  1640.         S       - Serial number field.
  1641.         E       - Extended address field.
  1642.         REGH    - Registration field for home stations.
  1643.         REGR    - Registration field for roaming stations.
  1644.         DTX     - Discontinuous transmission field.
  1645.         N-1     - N is the number of paging channels in the system.
  1646.         RCF     - Read-control-filler field.
  1647.         CPA     - Combined paging/access field
  1648.         CMAX-1  - CMAX is the number of access channels in the system.
  1649.         END     - End indication field.  Set to '1' to indicate the last word
  1650.                   and '0' if not the last word.
  1651.         RSVD    - Reserved for future use, all bit must be set as indicated.
  1652.         P       - Parity field.
  1653.  
  1654. Each global action overhead message consists of one word.  Any number of global
  1655. action messages can be appended to a system parameter overhead message.
  1656.  
  1657. Here are the global action command formats:
  1658.  
  1659.  
  1660.     Rescan Global Action Message
  1661.  
  1662.     +-------{-------+------+---------------+-------+-------+-------------+
  1663.     | T  T  |       |  ACT |    RSVD =     |       |  OHD  |             |
  1664.     |  1  2 |       |      |               |       |       |             |
  1665.     |   =   |  DCC  |   =  |               |  END  |   =   |      P      |
  1666.     |       |       |      |   000 ... 0   |       |       |             |
  1667.     |  11   |       | 0001 |               |       |  100  |             |
  1668.     +-------+-------+------+---------------+-------+-------+-------------+
  1669.         2       2       4          16          1       3          12
  1670.  
  1671.     Registration Increment Global Action Message
  1672.  
  1673.     +-------+-----+------+---------+--------+-------+-------+------------+
  1674.     | T  T  |     |  ACT |         |        |       |  OHD  |            |
  1675.     |  1  2 |     |      |         | RSVD = |       |       |            |
  1676.     |   =   | DCC |   =  | REGINCR |        |  END  |   =   |      P     |
  1677.     |       |     |      |         |  0000  |       |       |            |
  1678.     |  11   |     | 0010 |         |        |       |  100  |            |
  1679.     +-------+-----+------+---------+--------+-------+-------+------------+
  1680.         2      2     4       12        4        1       3         12
  1681.  
  1682.     New Access Channel Set Global Action Message
  1683.  
  1684.     +-------+-------+-------+--------+----------+-------+-------+----------+
  1685.     | T  T  |       |  ACT  |        |          |       |  OHD  |          |
  1686.     |  1  2 |       |       |        |  RSVD =  |       |       |          |
  1687.     |   =   |  DCC  |   =   | NEWACC |          |  END  |   =   |     P    |
  1688.     |       |       |       |        |  00000   |       |       |          |
  1689.     |   11  |       | 0110  |        |          |       |  100  |          |
  1690.     +-------+-------+-------+--------+----------+-------+-------+----------+
  1691.         2       2       4       11         5        1       3        12
  1692.  
  1693.  
  1694.     Overload Control Global Action Message
  1695.  
  1696.     +-------+-----+-------+---+---+---+--   --+---+---+---+-----+-----+------+
  1697.     | T  T  |     |  ACT  | O | O | O |       | O | O | O |     | OHD |      |
  1698.     |  1  2 |     |       | L | L | L |       | L | L | L |     |     |      |
  1699.     |   =   | DCC |   =   | C | C | C |  ...  | C | C | C | END |  =  |   P  |
  1700.     |       |     |       |   |   |   |       |   |   |   |     |     |      |
  1701.     |   11  |     |  0110 | 0 | 1 | 2 |       | 13| 14| 15|     | 100 |      |
  1702.     +-------+-----+-------+---+---+---+--   --+---+---+---+-----+-----+------+
  1703.         2      2      4     1   1   1           1   1   1    1     3     12
  1704.  
  1705.  
  1706.     Access Type Parameters Global Action Message
  1707.  
  1708.     +-------+-----+------+-------+-----------+-------+-------+-----------+
  1709.     | T  T  |     | ACT  |       |           |       |  OHD  |           |
  1710.     |  1  2 |     |      |       |   RSVD =  |       |       |           |
  1711.     |   =   | DCC |  =   |  BIS  |           |  END  |   =   |     P     |
  1712.     |       |     |      |       | 0 ... 000 |       |       |           |
  1713.     |  11   |     | 1001 |       |           |       |  100  |           |
  1714.     +-------+-----+------+-------+-----------+-------+-------+-----------+
  1715.         2      2      4      1        15         1       3         12
  1716.  
  1717.  
  1718.     Access Attempt Parameters Global Action Message
  1719.  
  1720.      +-------+-------+---------+-----------+-----------+-----------+---
  1721.      | T  T  |       |   ACT   |           |           |           |
  1722.      |  1  2 |       |         |  MAXBUSY  |  MAXSZTR  |  MAXBUSY  |
  1723.      |   =   |  DCC  |    =    |           |           |           |
  1724.      |       |       |         |   - PGR   |   - PGR   |  - OTHER  |
  1725.      |  11   |       |   1010  |           |           |           |
  1726.      +-------+-------+---------+-----------+-----------+-----------+---
  1727.          2       2        4           4           4           4
  1728.  
  1729.      ------+-----------+-------+-------+-----------+
  1730.            |           |       |  OHD  |           |
  1731.            |  MAXSZTR  |       |       |           |
  1732.            |           |  END  |   =   |     P     |
  1733.            |  - OTHER  |       |       |           |
  1734.            |           |       |  100  |           |
  1735.      ------+-----------+-------+-------+-----------+
  1736.                  4         1       3         12
  1737.  
  1738.  
  1739.      Local Control 1 Message
  1740.  
  1741.      +-------+-------+-------+-----------------+-------+-------+----------+
  1742.      | T  T  |       |  ACT  |                 |       |  OHD  |          |
  1743.      |  1  2 |       |       |                 |       |       |          |
  1744.      |   =   |  DCC  |   =   |  LOCAL CONTROL  |  END  |   =   |     P    |
  1745.      |       |       |       |                 |       |       |          |
  1746.      |   11  |       |  1110 |                 |       |  100  |          |
  1747.      +-------+-------+-------+-----------------+-------+-------+----------+
  1748.          2       2       4            16           1       3        12
  1749.  
  1750.  
  1751.      Local Control 2 Message
  1752.  
  1753.      +-------+-------+-------+-----------------+-------+-------+----------+
  1754.      | T  T  |       |  ACT  |                 |       |  OHD  |          |
  1755.      |  1  2 |       |       |                 |       |       |          |
  1756.      |   =   |  DCC  |   =   |  LOCAL CONTROL  |  END  |   =   |     P    |
  1757.      |       |       |       |                 |       |       |          |
  1758.      |   11  |       |  1111 |                 |       |  100  |          |
  1759.      +-------+-------+-------+-----------------+-------+-------+----------+
  1760.          2       2       4            16           1       3        12
  1761.  
  1762.  
  1763.         The interpretation of the data fields are as follows:
  1764.  
  1765.         T  T    - Type field.  Set to '11' indicating overhead word.
  1766.          1  2
  1767.         ACT     - Global action field (see table below).
  1768.         BIS     - Busy-idle status field.
  1769.         DCC     - Digital Color Code.
  1770.         OHD     - Overhead Message type field.  Set to '100' indicating the
  1771.                   global action message.
  1772.         REGINCR - Registration increment field.
  1773.         NEWACC  - News access channel starting point field.
  1774.         MAXBUSY - Maximum busy occurrences field (page response).
  1775.         - PGR
  1776.         MAXBUSY - Maximum busy occurrences field (other accesses).
  1777.         - OTHER
  1778.         MAXSZTR - Maximum seizure tries field (page response).
  1779.         - PRG
  1780.         MAXSZTR - Maximum seizure tries field (other accesses).
  1781.         - OTHER
  1782.         OLCN    - Overload class field (N = 0 to 15)
  1783.         END     - End indication field.  Set to '1' to indicate the last word
  1784.                   of the overhead message train; set to '0' if not last word.
  1785.         RSVD    - Reserved for future use, all bits must be set as indicated.
  1786.         LOCAL   - May be set to any bit pattern.
  1787.         CONTROL
  1788.         P       - Parity field.
  1789.  
  1790. The registration ID message consists of one word.  When sent, the message must
  1791. be appended to a system parameter overhead message in addition to any global
  1792. action messages.
  1793.  
  1794.         +-------+-------+-------------+-------+-------+-----------+
  1795.         | T  T  |       |             |       |  OHD  |           |
  1796.         |  1  2 |       |             |       |       |           |
  1797.         |   =   |  DCC  |    REGID    |  END  |   =   |     P     |
  1798.         |       |       |             |       |       |           |
  1799.         |   11  |       |             |       |  000  |           |
  1800.         +-------+-------+-------------+-------+-------+-----------+
  1801.             2       2          20         1       3         12
  1802.  
  1803.         The interpretation of the data fields:
  1804.  
  1805.         T  T    - Type field.  Set to '11' indicating overhead word.
  1806.         DCC     - Digital color code field.
  1807.         OHD     - Overhead message type field.  Set to '000' indicating the
  1808.                   registration ID message.
  1809.         REGID   - Registration ID field.
  1810.         END     - End indication field.  Set to '1' to indicate last word of
  1811.                   the overhead message train;  set to '0' if not.
  1812.         P       - Parity field.
  1813.  
  1814.  
  1815. The control-filler message consists of one word.  It is sent whenever there is
  1816. no other message to be sent on the forward control channel.  It may be inserted
  1817. between messages as well as between word blocks of a multiword message.  The
  1818. control-filler message is chosen so that when it is sent, the 11-bit word
  1819. sequence will not appear in the message stream, independent of the busy-idle
  1820. bit status.
  1821.  
  1822. The control-filler message is also used to specify a control mobile
  1823. attenuation code (CMAC) for use by mobile stations accessing the system on the
  1824. reverse control channel, and a wait-for-overhead-message bit (WFOM) indicating
  1825. whether or not mobile stations must read an overhead message train before
  1826. accessing the system.
  1827.  
  1828.   +-------+-----+------+------+------+--+------+---+------+----+-----+-----+
  1829.   | T  T  |     |      |      | RVSD |  | RVSD |   |      |    | OHD |     |
  1830.   |  1  2 |     |      |      |      |  |      |   |      |    |     |     |
  1831.   |   =   | DCC |010111| CMAC |  =   |11|  =   | 1 | WFOM |1111|  =  |  P  |
  1832.   |       |     |      |      |      |  |      |   |      |    |     |     |
  1833.   |   11  |     |      |      |  00  |  |  00  |   |      |    | 001 |     |
  1834.   +-------+-----+------+------+------+--+------+---+------+----+-----+-----+
  1835.       2      2      6      3     2     2    2    1     1     4    3     16
  1836.  
  1837.         Interpretation of the data fields:
  1838.  
  1839.         T  T    - Type field.  Set to '11' indicating overhead word.
  1840.          1  2
  1841.         DCC     - Digital color code field.
  1842.         CMAC    - Control mobile attenuation field.  Indicates the mobile
  1843.                   station power level associated with the reverse control
  1844.                   channel.
  1845.         RVSD    - Reserved for future use; all bits must be set as indicated.
  1846.         WFOM    - Wait-for-overhead-message field.
  1847.         OHD     - Overhead message type field.  Set to '001' indicating the
  1848.                   control-filler word.
  1849.         P       - Parity field.
  1850.  
  1851.  
  1852.         Data Restrictions
  1853.  
  1854. The 11-bit sequence (11100010010) is shorter than the length of a word, and
  1855. therefore can be embedded in a word.  Normally, embedded word-sync will not
  1856. cause a problem because the next word sent will not have the word-sync sequence
  1857. embedded in it.  There are, however, three cases in which the word-sync
  1858. sequence may appear periodically in the FOCC stream.  They are as follows:
  1859.  
  1860.         o the overhead message
  1861.         o the control-filler message
  1862.         o Mobile station control messages with pages to mobile stations with
  1863.           certain central office codes.
  1864.  
  1865. These three cases are handled by:
  1866.  
  1867.         1. Restricting the overhead message transmission rate to about once per
  1868.            second
  1869.         2. designing the control-filler message to exclude the word-sync
  1870.            sequence, taking into account the various busy-idle bits
  1871.         3. Restricting the use of certain office codes
  1872.  
  1873.  
  1874. If the mobile station control message is examined with the MIN1 separated into
  1875. NXX-X-XXX as described earlier (where NXX is the central office code, N
  1876. represents a number from 2 - 9, and X represents a number from 0-9) the order
  1877. and order qualifications table can be used to deduce when the word-sync word
  1878. would be sent.  If a number of mobile stations are paged consecutively with the
  1879. same central office code, mobile stations that are attempting to synchronize to
  1880. the data stream may not be able to do so because of the presence of the false
  1881. word sync sequence.  Therefore, the combinations of central office codes and
  1882. groups of line numbers appearing in the following table must not be used for
  1883. mobile stations.
  1884.  
  1885.  
  1886.         RESTRICTED CENTRAL OFFICE CODES
  1887.   +-------------------------------------------------------------------------+
  1888.   |                                                   Central               |
  1889.   |  T  T       DCC        NXX         X     XXX      Office      Thousands |
  1890.   |   1  2                                             Code         Digit   |
  1891.   +-------------------------------------------------------------------------+
  1892.   |  01         11    000100(1)0000   ...    ...       175         0 to 9   |
  1893.   |  01         11    000100(1)0001   ...    ...       176         0 to 9   |
  1894.   |  01         11    000100(1)0010   ...    ...       177         0 to 9   |
  1895.   |  01         11    000100(1)0011   ...    ...       178         0 to 9   |
  1896.   |  01         11    000100(1)0100   ...    ...       179         0 to 9   |
  1897.   |  01         11    000100(1)0101   ...    ...       170         0 to 9   |
  1898.   |  01         11    000100(1)0110   ...    ...       181         0 to 9   |
  1899.   |  01         11    000100(1)0111   ...    ...       182         0 to 9   |
  1900.   |  0Z         11    100010(0)1000   ...    ...       663         0 to 9   |
  1901.   |  0Z         11    100010(0)1001   ...    ...       664         0 to 9   |
  1902.   |  0Z         11    100010(0)1010   ...    ...       665         0 to 9   |
  1903.   |  0Z         11    100010(0)1011   ...    ...       666         0 to 9   |
  1904.   |  0Z         Z1    110001(0)0100   ...    ...       899         0 to 9   |
  1905.   |  0Z         Z1    110001(0)0101   ...    ...       800         0 to 9   |
  1906.   |  0Z         ZZ    111000(1)0010   ...    ...       909         0 to 9   |
  1907.   |  00         ZZ    011100(0)1001   0ZZZ   ...       568         1 to 7   |
  1908.   |  00         ZZ    111100(0)1001   0ZZZ   ...       070         1 to 7   |
  1909.   |  00         ZZ    001110(0)0100   10ZZ   ...       339          8,9,0   |
  1910.   |  00         ZZ    011110(0)0100   10ZZ   ...       595          8,9,0   |
  1911.   |  00         ZZ    101110(0)0100   10ZZ   ...       851          8,9,0   |
  1912.   |  00         ZZ    111110(0)0100   10ZZ   ...       007          8,9,0   |
  1913.   |  0Z         ZZ    000011(1)0100   0010   ...       150            2     |
  1914.   |  0Z         ZZ    000111(1)0001   0010   ...       224            2     |
  1915.   |  0Z         ZZ    001011(1)0001   0010   ...       288            2     |
  1916.   |  0Z         ZZ    001111(1)0001   0010   ...       352            2     |
  1917.   |  0Z         ZZ    010011(1)0001   0010   ...       416            2     |
  1918.   |  0Z         ZZ    010111(1)0001   0010   ...       470            2     |
  1919.   |  0Z         ZZ    011011(1)0001   0010   ...       544            2     |
  1920.   |  0Z         ZZ    011111(1)0001   0010   ...       508            2     |
  1921.   |  0Z         ZZ    100011(1)0001   0010   ...       672            2     |
  1922.   |  0Z         ZZ    100111(1)0001   0010   ...       736            2     |
  1923.   |  0Z         ZZ    101011(1)0001   0010   ...       790            2     |
  1924.   |  0Z         ZZ    101111(1)0001   0010   ...       864            2     |
  1925.   |  0Z         ZZ    110011(1)0001   0010   ...       928            2     |
  1926.   |  0Z         ZZ    110111(1)0001   0010   ...       992            2     |
  1927.   |  0Z         ZZ    111011(1)0001   0010   ...       056            2     |
  1928.   |  0Z         ZZ    111111(1)0001   0010   ...       ...            2     |
  1929.   +-------------------------------------------------------------------------+
  1930.  
  1931.  
  1932. 1. In each case, Z represents a bit that may be 1 or 0.
  1933. 2. Some codes are not used as central office codes in the US at this time.
  1934.    They are included for completeness.
  1935. 3. The bit in parentheses is the busy-idle bit.
  1936.  
  1937. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  1938.  
  1939. Well there is your signaling in a nutshell.  Please note I hardly have the most
  1940. up-to-date signalling data.  Basically what was presented here was a skeleton,
  1941. the bare bones without all the additions.  There are some additions that are
  1942. system specific.  As I get updates I'll be sure to share them with the rest of
  1943. you.  I would be interested in any feedback, so, if you have something to say,
  1944. send it to:
  1945.  
  1946.                         oblivion@atdt.org
  1947.  
  1948.  
  1949. In the last article I said that there would be a listing of SID codes
  1950. accompanying the article.  Well, I forgot to edit that line out, but if you
  1951. would like a copy of it, just mail me at the above address an you shall receive
  1952. one.
  1953.  
  1954. In the next article I will be going in-depth on the actual hardware behind the
  1955. Mobile telephone, the chip sets, and its operation.  I will also publish any
  1956. updates to the previous material I find, as well as information on the
  1957. transitory NAMPS system that will be used to bridge the existing AMPS cellular
  1958. network over to the ISDN compatible fully digital network.
  1959. _______________________________________________________________________________
  1960.