home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Group 42-Sells Out! - The Information Archive / Group 42 Sells Out (Group 42) (1996).iso / commun / cell / dtcell.txt < prev    next >
Text File  |  1995-11-26  |  66KB  |  1,329 lines

  1. The following file is a verbatim transcript of an article by the
  2. same name appearing in the November, 1992 issue of NUTS & VOLTS Magazine.
  3. Copyright (c) 1992 Damien Thorn and T & L Publications.  Permission is
  4. granted to freely distribute this file in unmodified form. Identifying
  5. board headers may be added as desired.
  6.  
  7.  
  8.  
  9.                 A CELLULAR COMMUNICATIONS PRIMER
  10.  
  11.  
  12.                          By Damien Thorn
  13.  
  14.  
  15.  
  16.                           INTRODUCTION
  17.  
  18. The specific technologies involved in the cellular network are
  19. highly complex, comprised of a vast array of computers, control equipment,
  20. transceivers, multiplexers, switching equipment, etc.  The theory and
  21. principals of operation which we'll cover here are much easier to
  22. comprehend.  With this article you'll learn the basics, and how you can
  23. profit from that understanding.  Next month I'll show you how to reprogram
  24. a cellular phone through the keypad.
  25.  
  26. Cellular telephones are viewed by most users as simply another phone,
  27. albeit cordless.  A cellular mobile telephone (CMT) emulates a landline set
  28. so credibly that the deepest technical concern for most people is
  29. remembering how to make the phone dial a frequently called number stored in
  30. memory.  The comfort and familiarity of the phones are by design, I'm sure. 
  31. To a public that has difficulty programming a VCR, the reality of cellular
  32. technology would be overwhelming and perhaps somewhat frightening.
  33.  
  34. Cellular phones are little more than low power transceivers capable of
  35. transmitting and receiving a total of 666 or 832 frequencies, depending on
  36. the model.  They operate in a full-duplex mode, transmitting the mobile
  37. side of the conversation on one frequency while simultaneously receiving
  38. the other side from the cell site on a different frequency.  A basic
  39. multi-channel two-way radio under the control of some powerful software. 
  40. The network itself is where the engineering genius becomes apparent.
  41.  
  42.  
  43.                 OVERVIEW OF NETWORK ARCHITECTURE
  44.  
  45. The cellular network consists of a honeycomb of transceiver sites (towers),
  46. each capable of handling up to about 40 separate cellular calls.  Each site
  47. has an effective range of 3-5 miles.  The term "cell" is derived from the
  48. size and shape of the site's coverage pattern, and the arrangement of the
  49. cell sites.  The various sites in each city are all linked together through
  50. the mobile telephone switching office (MTSO).  The MTSO not only
  51. coordinates the use of the radio spectrum, but utilizes computers to
  52. authenticate a subscriber's phone before making the connection and
  53. maintains billing records.  The MTSO also serves as the interface point
  54. with the landline telephone company for cellular calls. As you drive
  55. through town the MTSO monitors the relative signal strength of the
  56. transmission from your phone.  When the signal strength becomes higher in
  57. any cell other than the one handling your call, the MTSO uses a frequency
  58. known as a control channel to transmit data to your phone telling it to
  59. switch frequencies and lock into another cell.  This "hand off" from one
  60. cell to another happens so quickly that most people never notice the
  61. transition from one frequency or cell site to the next.  This is noteworthy
  62. because the hand off required your phone to change transmit and receive
  63. frequencies, while the cellular network not only reestablished radio
  64. contact with you on another transceiver, but rerouted the landline audio to
  65. that cell site as well.
  66.  
  67. The cell site is generally located in the center of the cell.  This is
  68. where the antennas, transceivers and control equipment are located that
  69. serve that cell.  Due to the limited coverage area of the cell, these cell
  70. sites are located a maximum of ten miles from each other to provide
  71. uninterrupted coverage without "dead spots" - areas where your phone cannot
  72. operate because you're out of range of a cell.
  73.  
  74. Since most markets are served by two cellular service providers who do not
  75. share cell sites, there are actually twice as many cells (and cell sites)
  76. than would be required for one provider to supply service.  In the past
  77. I've worked at radio station transmitter sites that leased tower space to
  78. cellular companies, but I never realized how prolific these cell sites were
  79. until I studied the technology and looked closely at the antennas around
  80. me.  Where ever your phone works, you're within three to five (line of
  81. sight) miles of a at least two sites, and probably more since coverage
  82. areas overlap.  The adjacent cells never share common frequencies to avoid
  83. interference.
  84.  
  85. Cellular sites come in different forms.  In congested metropolitan areas
  86. the transceiver sites may be located on taller buildings.  In other areas
  87. they are located on stand alone towers.  Towers can either be built by the
  88. cellular carrier for their exclusive use, or the cellular antenna array can
  89. share a common tower (an "antenna farm") with other radio and broadcast
  90. services.
  91.  
  92.  
  93. No matter where the antennas are located, they can be recognized easily by
  94. their unique three- sided configuration.   Refer to the accompanying photos
  95. for examples of two common types of cellular arrays.  When I asked both
  96. cellular carriers based in Sacramento to disclose the location of their
  97. cell sites in my area, they refused.  The customer relations
  98. representatives indicated the information was confidential - almost a trade
  99. secret.  I left voice mail messages with their engineers describing the
  100. information I wanted.  Neither even returned my call.
  101.  
  102. The implications of this guarded attitude are interesting, and more than a
  103. bit disconcerting.  Fortunately the FCC maintains public records on all
  104. transmitter licensees, and the California Public Utilities Commission
  105. (CPUC) requires cellular companies to file abstracts with them
  106. containing the information I wanted.  The CPUC even told me the name of the
  107. person who would be available to help me dig through the abstracts and make
  108. photocopies.  I didn't bother, but it was nice to see my tax dollars at
  109. work for my benefit.
  110.  
  111.                       OPERATING FREQUENCIES
  112.  
  113. The frequency spectrum allocated by the FCC used by the phone to transmit
  114. voice and data to the cell site is 824.000 - 849.000 Mhz.  The tower
  115. transmits to the phone on a spectrum of the same size from 869.000 to
  116. 894.000 Mhz.  The cellular frequencies are narrow band FM, all spaced 30
  117. Khz apart, so determining every specific frequency is a matter of simple
  118. addition.
  119.  
  120.  
  121. For example, knowing the lowest frequency used by a cell site is 869.000
  122. Mhz, simply increment upward in 30 Khz steps:  869.030, 869.060, 869.090,
  123. 869.120, etc.  The frequencies used by the phone for transmission to the
  124. tower increment upward the same way from 824.000 Mhz.
  125.  
  126. The frequencies are paired so that the phone is always transmitting to the
  127. tower on a frequency exactly 45 Mhz lower than the frequency the tower is
  128. using.  If the landline (base) side of the call is transmitted to the phone
  129. on 887.940 Mhz, then the phone is simultaneously transmitting the mobile
  130. side of the call back to the cell site on 842.940 Mhz. 
  131.  
  132.  
  133. Cell sites generally transmit the mobile side of the call at reduced gain
  134. back to the cellular phone along with the audio from the landline side of
  135. the call.  This can be intentional, as in the "side tone" present in a
  136. standard landline telephone receiver, or the result of poor nulling where
  137. the cellular network interfaces with the Telco lines.   This means anyone
  138. with a receiver or scanner capable of tuning the upper frequency in the
  139. pair can monitor both sides of the conversation.  It is illegal to do so,
  140. however.
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146.                  CELLULAR COMMUNICATIONS PRIVACY
  147.  
  148. To calm fears that cellular calls were not private, the cellular
  149. industry lobbied congress into passing legislation known today as the
  150. Electronic Communication Privacy Act (ECPA) of 1986 which makes it a crime
  151. to monitor cellular phone calls and a host of other transmissions like
  152. digital pagers.  This law is used by cellular equipment dealers and service
  153. providers to reassure customers that their conversations will remain
  154. private.
  155.  
  156. A person using a cellular phone is broadcasting his private conversation on
  157. airwaves owned by the general public.  These radio signals permeate our
  158. homes, bodies, and scanning receivers.  Yet so complete is the cellular
  159. transceiver's emulation of an actual telephone that the general public 
  160. not only expects privacy, but feels confident that the call is secure. 
  161. Nobody could possibly be sitting in the privacy of their living room
  162. monitoring the conversation.  That would be a Federal crime. The ECPA has
  163. been described as a "toothless tiger" as it is virtually unenforceable.  A
  164. growing number of scanner enthusiasts are monitoring cellular calls rather
  165. than the local fire department because it is much more entertaining.  The
  166. ECPA is ignored by the public and law enforcement alike, just like the laws
  167. remaining on the books that make it illegal to work on Sunday.
  168.  
  169.  
  170. The bottom line is that it is up to you and I to ensure the privacy of our
  171. cellular calls.  If you don't want to use a scrambling system, simply don't
  172. talk about anything on a cellular phone that you wouldn't discuss using
  173. your rig on the amateur bands.
  174.  
  175.                      TELEPHONE CONTROL DATA
  176.  
  177. With this simplified overview of the cellular network under your belt,
  178. let's dig a little deeper into the data exchanged by the cellular carrier
  179. and your phone.  Obviously there is more information being sent by your
  180. phone to the cellular company than your conversation.  The service provider
  181. needs to identify your physical phone, cellular phone number, etc.  This is
  182. accomplished via data transmitted by your phone on a  frequency set aside
  183. as a "data channel" in each cell every time you turn it on or use it.
  184.  
  185. Your phone transmits six pieces of information to the cellular provider.  
  186. One is the Electronic Serial Number (ESN) of your phone.
  187.  
  188. Every cellular phone is assigned an ESN when manufactured.  This ESN
  189. consists of numerical data which identify the manufacturer of the phone as
  190. well as the actual unique serial number of the specific phone.  The ESN is
  191. an eleven digit (decimal) number which has been burned into a PROM chip
  192. permanently installed in the phone.  Like the Vehicle ID Number (VIN) on
  193. your car, it is not designed to be removed or modified, although hackers
  194. occasionally do in order to circumvent billing procedures (see sidebar).
  195.  
  196. One other item transmitted is your Mobile Identification Number (MIN) which
  197. is the actual ten digit area code and telephone number assigned to your
  198. phone.  The remainder are numerical codes used by the cell site to identify
  199. things like your class of service and the specific capabilities of your
  200. phone hardware.  This data is supplied when you activate service with the
  201. carrier.
  202.   
  203. The ESN and MIN are matched and checked by computer against a database each
  204. time you use the phone to ensure that you are a valid subscriber, or
  205. roaming from a system the carrier can bill for your calls.
  206.   
  207. All of this information (except the ESN) is provided by the cellular
  208. carrier and programmed into your phone when you subscribed to their
  209. service.  The vast majority of cellular phones manufactured today are
  210. reprogrammable through the handset.  This means that you can change
  211. (reprogram) this information yourself without costly programming
  212. devices simply by entering the proper keystrokes on the telephone handset,
  213. and punching in the data.
  214.  
  215. This knowledge opens up a number of possibilities.  If you activate or
  216. change your cellular service, you can program the phone yourself with data
  217. supplied by the cellular carrier and save paying any type of reprogramming
  218. fee.  If you're looking to acquire equipment, you can canvass flea markets,
  219. swap meets and the pages of classified ad magazines such as Nuts & Volts
  220. for great deals on used phones.  Not only will you enjoy savings on the
  221. hardware, but you'll only need to pay the cellular company to activate
  222. service, since you can program the phone yourself.
  223.  
  224. In my article next month in Nuts & Volts I'll explain all the data
  225. programmed into a phone, explain what it means, and lead you step by step
  226. through the handset programming of a popular phone.  This information is an
  227. important reference for those who may just want to do something simple like
  228. change the unlock code on the phone.  We'll also take a look at the
  229. publications available through Nuts & Volts advertisers that explain
  230. cellular telephone reprogramming and modification in depth.
  231.  
  232.  
  233.  
  234. *****************************************************************
  235.  
  236.  
  237.                     BUYING USED CELLULAR GEAR
  238.  
  239.                           A FEW CAVEATS
  240.  
  241.  
  242.  
  243. When shopping the classifieds, flea markets and electronics swap
  244. meets for great deals on used cellular telephones, keep the following points in mind
  245. to avoid getting "burned."
  246.  
  247. Cellular phones are a major target of theft in some cities.  They
  248. appeal to criminals such as drug dealers because they allow anonymous and
  249. virtually untraceable communication from a vehicle or street corner.  The
  250. phone is discarded as useless when the service is disconnected, and such 
  251. units may unwittingly be resold with other used equipment.  There is no
  252. real way to discern this other than to phone your local cellular service
  253. provider to see if the phone's ESN is flagged in their computer as having
  254. been stolen.
  255.  
  256. The other type of phone to avoid is one that has been physically modified. 
  257. Hackers have been known to replace the factory PROM chip containing the ESN
  258. with a custom burned chip, thus changing the ESN.  If this is done for the
  259. purpose of fraudulently making free calls, the ESN chip must be changed
  260. periodically as the cellular carrier discovers the fraud associated with
  261. that ESN.
  262.  
  263.  
  264. Detection of this type of modification is easy.  Cellular manufacturers as
  265. a rule do NOT use a socket to hold the ESN chip.  The PROM is usually not
  266. only soldered to the board, but sealed in epoxy or "air welded" to the
  267. circuit board to discourage this type of modification.  An IC socket is
  268. usually installed by the hacker to facilitate easy insertion of updated
  269. PROM as necessary.
  270.  
  271. No reputable service center will repair a phone if it appears someone has
  272. tampered with the ESN, and might call the police if presented with such a
  273. phone.
  274.  
  275. The vast majority of equipment you'll find on the open market is genuine
  276. surplus or used merchandise.  With the above information in mind you can
  277. examine the phone and be confident about your decision to make a purchase.
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282. *****************************************************************
  283.  
  284.  
  285.  
  286.                  CELLULAR TELEPHONE PROGRAMMING
  287.                     Focusing on Fundamentals
  288.                          By Damien Thorn
  289.  
  290. The ever-increasing use of cellular telephones has created a market for
  291. people with the skills to install and program them.  Installation is no
  292. more difficult than installing a CB radio, and programming is accomplished
  293. by entering data via the keypad on the phone.  Whether you want to
  294. completely reprogram a new or used phone, or simply change your unlock
  295. code, there is no reason to pay a dealer to do it when you can do it
  296. yourself in a matter of minutes.
  297.  
  298. In the early days of cellular technology, an external device such as a
  299. "programming handset" or ROM programmer was required to "burn" the mobile
  300. telephone number and service information into the phone.  Today's cellular
  301. phones incorporate resident software that allows you to key in the required
  302. information on the phone itself.  When you are finished and satisfied
  303. you've entered the correct data, the phone burns it to non-volatile memory
  304. with the push of a button.
  305.  
  306. To understand why the simple process of programming a cellular phone seems
  307. to be an industry secret, you need to understand that it is a lucrative
  308. service offered by cellular dealers.  There is no profit to be made selling
  309. the phone hardware.  Most dealers sell at close to cost just to remain
  310. competitive.  The real profits are derived from commissions received from
  311. the cellular carriers (service providers) for getting customers to sign up
  312. with them.
  313.  
  314. Due to the widespread use of surface mount technology within the phone,
  315. service centers almost always return them to the manufacturer for repair. 
  316. Fortunately for these dealers, most service problems are external,
  317. involving the antenna, connectors, cables or a need for reprogramming.
  318. These are all relatively simple matters that can quickly be diagnosed and
  319. repaired in the shop, thus generating income.  Aside from the Federal and
  320. State regulations governing the sales and service of cellular equipment
  321. (because it is a transmitter), only basic electronics skills and minimal
  322. equipment are required to begin such a business.
  323.  
  324.  
  325.               INTRODUCTION TO CELLULAR PROGRAMMING
  326.  
  327. The purpose of this article is to present the fundamentals of cellular
  328. programming.  I've also included brief reviews and sources of publications
  329. that are essential to anyone interested in pursuing cellular programming as
  330. a hobby or profession.  The basic principals  of programming are the same
  331. from phone to phone.  Each manufacturer (or model),however, has a unique
  332. sequence of key strokes to access the programming mode as well as a few
  333. other programming quirks.  If you plan to work with more than one brand of
  334. phone, a publication containing programming tables (or "templates") is a
  335. must.
  336.  
  337. The phone used for this article is a common Motorola transportable "bag
  338. phone."  One reason for selecting this phone is because I own one.  The
  339. other is because Motorola is the most prolific manufacturer of cellular
  340. phones.  Also, the "universal" nature of the Motorola programming
  341. instruction set used as an example can be used on most of their phones as
  342. presented herein.
  343.  
  344. Not only do they make gear bearing the Motorola brand name, they custom
  345. manufacture phones for a variety of other vendors.  Some examples include
  346. the brand names Ambassador, America Series, Dynasty, Modar, Nautilus,
  347. Pulsar, Tracer, Blaupunkt, Nissan Infiniti, Toyota LEXUS, and models for
  348. AUDI and Ford.  
  349.  
  350.                      PRELUDE TO PROGRAMMING
  351.  
  352. Before you even begin to program a phone, you need to obtain the required
  353. data.  If you just want to change your unlock code, then you need to make
  354. up a convenient three-digit number.  Activating service on a used phone
  355. requires you to obtain certain information from the cellular carrier
  356. providing you with service.  Here is a description of the data you will
  357. need:
  358.  
  359. 01)  System Identification Number (SID):  A five digit number that has been
  360. assigned to identify the particular cellular carrier from whom you are
  361. obtaining service.  This number identifies your "home" system.
  362.  
  363. 02)  Area Code of Mobile Identification Number (MIN):  Simply the area code
  364. of your cellular telephone number.  MIN is the "official" term for the
  365. phone number assigned to you by the cellular company.
  366.  
  367. 03)  Mobile Identification Number (MIN):  The MIN is the actual seven digit
  368. cellular telephone number assigned by the cellular carrier exclusively to
  369. your phone.
  370.  
  371. 04)  Station Class Mark (SCM):  A two-digit number that identifies certain
  372. capabilities of your phone.  How the cellular network handles your call is
  373. based on these digits.  The SCM tells the system whether your phone
  374. transmits at standard power levels or low power levels, if it can utilize
  375. the full 832 channels or only the original 666 frequencies.  The last
  376. attribute identified is whether your phone employs voice-activated
  377. transmission (VOX).
  378.  
  379. A phone without VOX is continuously transmitting a carrier back to the cell
  380. site the entire time your call is in progress.  The VOX operation used in
  381. smaller phones allows the phone to transmit only while you are actually
  382. talking.  This reduces battery drain and enables handheld phones to operate
  383. longer on a smaller battery than would be possible without VOX.
  384.  
  385. To determine the proper SCM for your phone, examine Table 1 and use the
  386. code that matches the presence (or absence) of each of the attributes
  387. described above.
  388.  
  389. 05)  Access Overload Class (AOLC or ACCOLC):  A two-digit number used to
  390. arbitrate who gets dropped from the system (or refused access) when there
  391. are more calls in a cell than can be handled at one time.  This feature is
  392. allegedly disabled in most systems and no preferential treatment is shown
  393. to any particular ACCOLC.
  394.  
  395. 06)  Group Identification Mark (GIM):  The Group ID Mark is a two-digit
  396. number used by cellular sites other than your home system to determine if
  397. you should be allowed access to the system on "roam" status.  This feature
  398. is not yet fully implemented.
  399.  
  400. 07)  Security Code:  This six-digit number is used to prevent unauthorized
  401. or accidental alteration of the data programmed in the phone.  The factory
  402. default is 000000.
  403.  
  404. 08)  Unlock Code:  This is a three-digit number required to unlock the
  405. phone when you have electronically locked it to prevent unauthorized use. 
  406. The factory default is "123", however many cellular programmers change it
  407. to match the last three digits of your MIN (phone number).
  408.  
  409. 09)  Initial Paging Channel (IPCH):  This is the channel number used by the
  410. cellular provider to "page" the phones in use on the system.  The term
  411. "paging" refers to notifying a particular phone that it has an incoming
  412. call.  All idle phones on a system monitor the data stream on the
  413. IPCH.  Non-wireline cellular carriers use channel 0333 as the IPCH, while
  414. wireline providers (operated by a telephone company) utilize channel 0334.
  415.  
  416. 10)  Options programming byte A
  417. 11)  Options programming byte B
  418.  
  419. The options bytes are six and three-digit binary numbers used to enable or
  420. disable certain options on the phone.  Each digit is either a "1" or "0".
  421.  
  422. Options byte A consists of six bits.  We'll label them "ABCDEF" for our
  423. purposes, where each letter represents a bit set to "1" or "0".  Here is
  424. what each bit controls:
  425.  
  426. Bit "A" - Handset internal speaker:  A "1" in this position disables the
  427. internal speaker of your handset to facilitate the use of an external
  428. speaker/microphone combination.  This bit is set to "0" in a normal
  429. installation to allow normal operation of the handset speaker.
  430.  
  431. Bit "B" - Local Use bit provided for certain cellular carrier system
  432. requirements.  This is normally enabled with a "1".
  433.  
  434. Bit "C" - MIN mark bit:  Usually disabled with a "0" in this field.
  435.  
  436. Bit "D" - Auto recall:  The auto recall function is always enabled with a
  437. "1" in this position.
  438.  
  439. Bit "E" - Second phone number:  If the phone has a dual system registration
  440. capability, and you are in fact registered with two different cellular
  441. carriers, the function is enabled with a "1" in this field.  A "0" in this
  442. position indicates the standard cellular configuration having just one
  443. telephone number.
  444.  
  445. Bit "F" - Diversity:  This bit is used to enable diversity if your
  446. telephone is equipped with two antenna connections (ports).  If your phone
  447. uses just one antenna (standard), this bit is set to "1" to disable
  448. diversity.
  449.  
  450. If the phone was of a standard configuration, the description above
  451. indicates that this option byte would be programmed as "110100" with each
  452. bit enabling or disabling the specific option as appropriate.
  453.  
  454. Option byte B operates in the exact same fashion, except the byte consists
  455. of only three bits, controlling three options.  We'll label the bits "ABC"
  456. where each letter represents a specific bit.
  457.  
  458. Bit "A" - Long tone DTMF:  A "1" in this position enables long tone DTMF
  459. for end-to-end signalling.  This means that the phone will transmit a DTMF
  460. tone for as long as you depress a key on the key pad.  A "0" will disable
  461. this feature, causing the phone to send a short burst of DTMF when you
  462. dial, no matter how long you hold down the key. 
  463.  
  464. Bit "B" - A "0" in this position enables the internal speaker of a
  465. transportable phone to act as the "ringer" to signal an incoming call. 
  466. This feature can be disabled by programming a "1" in
  467. this position if you have some ancillary device connected to
  468. signal ringing.
  469.  
  470. Bit "C" - Eight hour timeout:  This feature is normally enabled with a "0"
  471. in this position.  When enabled, the phone will timeout and turn off if it
  472. has been left on continuously for eight hours.  This helps prevent the
  473. phone from completely draining the battery of your car if it is
  474. inadvertently left on for an extended period without being used. 
  475.  
  476.  
  477.  
  478.                     ENTERING PROGRAMMING MODE
  479.  
  480. Once you have determined the proper values for the data fields described
  481. above, you can get down to the actual programming of the phone.  With the
  482. above data in front of you, it becomes a simple matter of punching it all
  483. in on the keypad.
  484.  
  485. To begin programming the phone, you need to enter the programming mode. 
  486. Almost all Motorola phones use one of six possible key stroke sequences to
  487. gain access to the programming mode.  These are numbered one through six
  488. and listed in Table 2.
  489.  
  490. Indexing the exhaustive list of model numbers to the appropriate sequence
  491. number is beyond the scope of this article.  It is not difficult to figure
  492. out, and whether or not the phone has a "Fcn" (function) or "Ctl" (control)
  493. key narrows it down to one or two possibilities.
  494.  
  495. The security code used to enter the programming mode consists of six
  496. digits.  It is keyed in twice, as though it were a twelve digit number, and
  497. in a couple of the sequences is prefaced with a zero for a total of
  498. thirteen digits.  All Motorola phones are shipped new with the factory
  499. default security code set to 000000.  Most cellular programmers do not
  500. change this, as it only makes reprogramming more difficult in the future.
  501.  
  502.  
  503.  
  504. Roughly 80% of the phones I've encountered retain the factory default
  505. security code.  The other 20% had been changed to 123456 by a local
  506. cellular dealer.  While the security code could conceivably be any six
  507. digit number, you should be aware that this code is only useful to prevent
  508. idle tampering with the programming, not lock out the personnel at other
  509. service centers.
  510.  
  511. The security code is by no means akin to the vault door protecting the
  512. contents of Fort Knox.  In the next issue of Nuts & Volts I'll show you how
  513. to build manual test adapter from one inexpensive part obtainable at any
  514. Radio Shack store.  This device will immediately allow you to enter the
  515. programming mode without the security code.  You can then view and change
  516. the security code or all of the programming if you wish.
  517.                                 
  518. Once in programming mode, the phone will display "01" which indicates the
  519. phone is at the first programming step (or field).  Table 3 is a template
  520. of the programming steps, and you'll notice that the step numbers
  521. correspond with the numbers prefacing my descriptions of the required data
  522. above.  The phone always displays the two-digit field identifier before
  523. displaying the data in that particular field.  This lets you know where you
  524. are in the programming sequence.
  525.  
  526.  
  527.  
  528.                 COFFEE BREAK:  TIME FOR AN ASIDE
  529.  
  530. It would not be unusual for you to feel a bit overwhelmed right now.  I was
  531. confused the first time I attempted to program a cellular phone.  If this
  532. is your first exposure to cellular programming, may I suggest you grab a
  533. cup of coffee and reread the article up to this point before you actually
  534. attempt the programming process.
  535.  
  536. At first the idea of security codes and determining the proper sequence
  537. necessary to access the programming mode was disconcerting and a bit
  538. frustrating.  Once this step had been accomplished, I was delighted to
  539. discover how easy the actual programming was.
  540.  
  541. If you have difficulty accessing the programming mode, here is a helpful
  542. tip:  Let's say the phone is quiescent until you've keyed in the entire
  543. sequence, including the 13 digits comprising the security code, but fails
  544. to display "01" after the final keystroke.  This indicates that you are
  545. using the correct sequence from Table 2, but the security code is
  546. incorrect.
  547.  
  548. If you are using the wrong keystroke sequence to enter programming mode,
  549. the phone will abort in the midst of keying in the security code, because
  550. it fails to recognize why you are punching in all the digits.  If you are
  551. using the correct sequence to access the programming mode, the display on
  552. the phone will not echo (display) the security code unless you are keying
  553. it in too slowly.
  554.  
  555.                        KEYING IN THE DATA
  556.  
  557. The process leading up to this point is actually the majority of the work
  558. involved in programming a cellular phone.  Keying in the data is so easy
  559. that it's almost disappointing.
  560.  
  561. If you've successfully accessed the programming mode, your phone will
  562. display "01" to identify the current field.  Pressing "*" advances the
  563. display to the data in that field.  You can then key in new data and press
  564. "*" to advance to step "02", or press "*" without entering data to retain
  565. the information currently stored within the field.
  566.  
  567. I just want to change my unlock code, so I need to advance to the field
  568. where this data is stored.  A quick glance at Table 3 tells me that my
  569. current unlock code is stored in field 08.  To get to this field, I need
  570. only to repeatedly press the "*" key to sequence the phone through the
  571. fields without altering any of the data.  When "08" is displayed, I know
  572. I've arrived at the field containing my unlock code.
  573.  
  574. First I access the programming mode on my transportable phone by turning on
  575. the power and keying in sequence number 4 from Table 2.  I depress the
  576. "control" key on the side of the handset and quickly punch in "0" followed
  577. by my security code twice (123456+123456) and finally press the "*" key. 
  578. The display shows "01" to let me know I am at field 01, the SID.
  579.  
  580.  
  581. I press "*" to advance to the data, and the display shows "00224" which is
  582. my SID.  I press "*" again and the software sequences to the next step. 
  583. "02" is now on the display.  Another "*" and the phone displays "209" which
  584. is the data in field 02 - my cellular area code.  Depressing the star key
  585. advances us to step "03" which is my MIN.  Pressing "*" displays the
  586. contents of field 03, and yes, it certainly is my cellular telephone number
  587. (MIN).
  588.  
  589. Each time I press the "*" key the phone continues to advance to the next
  590. field number and then displays the data stored there.  Since I want to
  591. change my unlock code, I repeatedly press the "*" key until the phone
  592. displays "08."  This is the field containing that code.
  593.  
  594. Another "*" and my display shows "602" which is my current unlock code.  I
  595. want to change it to "977."  With the old code in the display (602), I
  596. simply punch in the numbers 9+7+7. The display now reads "977" which will
  597. be my new unlock code.
  598.  
  599. If I continued pressing the "*" key, the phone would sequence through the
  600. remaining fields until it returned to "01."  I could then advance through
  601. the fields again.  You might want to do this, just scrolling through the
  602. data programmed into your phone.  Use Table C to identify the fields as you
  603. look at the data stored in each.
  604.  
  605. If you accidentally alter the data in any of the fields while you are
  606. looking around, press the "#" key to exit programming mode without saving
  607. any of the changes to memory.  The "#" key will abort the programming mode,
  608. leaving the previously stored information intact.
  609.  
  610. Since I changed my unlock code, I need to burn the new information to the
  611. Numeric Assignment Module (NAM) in the phone.  NAM is the term used to
  612. describe the EEPROM chip where the program data is stored.  To save the new
  613. information, I press "Snd" (Send).  This burns the changes to the NAM and
  614. exits the programming mode.
  615.  
  616. These are the keys to remember while programming a phone, or just exploring
  617. the current programming:  The "*" key advances to the next field or step. 
  618. The "#" key aborts programming without saving any changes.  The "Snd" key
  619. saves all changes to the NAM and exits programming mode.  The "clr" (clear)
  620. key will restore a field to the previously stored data if you make a
  621. mistake while keying in digits.  You can then reenter the data correctly.
  622.  
  623.  
  624.  
  625.                              SUMMARY
  626.  
  627. We've covered a lot of material, and I commend your tenacity.  Cellular
  628. programming is actually an easy process.  You now have a decent
  629. understanding of the fundamentals, and I assure you that a bit of practice
  630. will lead to a surprising proficiency.
  631.  
  632. The information in this article is specific to cellular equipment
  633. manufactured by Motorola.  Other manufacturers use somewhat different
  634. templates and methods to access the programming mode.  If you want a deeper
  635. understanding of cellular programming or need the exact programming
  636. templates and instructions for a variety of phones, I suggest you buy one
  637. of the publications reviewed here.
  638.  
  639. If you own just one model of phone and need a template or other basic
  640. assistance, I don't mind helping you out.  You can contact me directly via
  641. mail at 6333 Pacific Avenue, Suite 203, Stockton, CA 95207-3713.  If you
  642. need me to provide detailed information, I would appreciate it if you'd
  643. enclose a few dollars to help offset my expense.  I welcome all comments,
  644. and encourage suggestions for future articles.
  645.  
  646. Building a test adapter for Motorola phones is the subject of my article
  647. next month in Nuts & Volts.  Placing a phone in test mode will allow you to
  648. bypass the keystroke sequence and security code to access programming mode. 
  649. This is a device every cellular service person should have. In addition to
  650. getting around a security code long forgotten by a customer, you'll learn
  651. how to reset the cumulative call timer, reset the NAM programming to
  652. default values and a host of other interesting test functions such as
  653. accessing the built-in relative signal strength indicator (RSSI) and
  654. channel number display available only when the phone is in test mode.
  655.  
  656.  
  657.                               # # #
  658.  
  659.  
  660.                              Table 1
  661.             DETERMINING YOUR STATION CLASS MARK (SCM)
  662.  
  663. Proper SCM Value       Attributes of Your Phone
  664.  00             Standard power output; 666 channel cap.; no VOX operation.
  665.  04             Standard power output; 666 channel capability; uses VOX.
  666.  06             Low power output; 666 channel capability.
  667.  08             Standard power output; 832 channel cap.; no operation.
  668.  10             Low power output; 832 channel capability; no VOX operation. 
  669.  12             Standard power output; 832 channel capability; uses VOX.
  670.  14             Low power output; 832 channel capability; uses VOX.
  671.  
  672. The SCM value appropriate to your cellular phone should beentered in 
  673. programming field "04."  "Standard power" as used above refers to the RF
  674. output level of a transportable phone, or one installed in a vehicle.  "Low
  675. power" refers to the reduced RF output of handheld units.
  676.  
  677. Handheld phones utilize a lower power level not just because of their size
  678. and battery capacity.  Since the transmitter and antenna are a part of the
  679. handset, it was determined that radiating a full three watts of RF just a
  680. few inches from your head might be unhealthy.
  681.  
  682.                               # # #
  683.  
  684.                              Table 2
  685.                 PROGRAMMING MODE ACCESS SEQUENCES
  686.  
  687. #1 - Fcn + [six digit security code] + [six digit security code] + Rcl
  688. #2 - Sto + # + [six digit security code] + [six digit security code] + Rcl
  689. #3 - Ctl + 0 + [six digit security code] + [six digit security code] + Rcl
  690. #4 - Control + 0 + [six digit security code] + [six digit security code] +
  691. *
  692. #5 - Fcn + 0 + [six digit security code] + [six digit security code] + Mem
  693. #6 - Fcn + 0 + [six digit security code] + [six digit security code] + Rcl
  694.  
  695. Note:  In sequence #4 the "control" key refers to the audio and ringer
  696. volume control button on the side of the handset if no "Ctl" key is present
  697. on the handset keypad.
  698.  
  699. Example:  If the appropriate sequence for my phone is #3, and my security
  700. code is 123456, I would key in the sequence as follows:
  701. A)  Turn power on.  Display reads "ON."
  702. B)  Press: [Ctl], [0], [1], [2], [3], [4], [5], [6], [1], [2], [3], [4],
  703. [5], [6], [Rcl].
  704. C)  If entered correctly programming mode is active.  Display reads "01."
  705.  
  706.                               # # #
  707.  
  708.                              Table 3
  709.             TEMPLATE:  SEQUENCE OF PROGRAMMING STEPS
  710.  
  711. Field  Description                             Digits   Typical Example
  712. 01     System ID Number (SID)                    5          000233
  713. 02     Area Code of Mobile ID Number (MIN)       3          209
  714. 03     Mobile Identification Number (MIN)        7          555-1212
  715. 04     Station Class Mark (SCM)                  2          12
  716. 05     Access Overload Class (ACCOLC)            2          06
  717. 06     Group ID Mark (GIM)                       2          10
  718. 07     Security Code                             6      000000 or 123456
  719. 08     Unlock Code                               3          123
  720.                                                     or last 3 digits of MIN
  721. 09     Initial Paging Channel (IPCH)             4          0333 or 0334
  722. 10     Options programming byte "A"              6          011100 (binary)
  723.           Internal Speaker (1 = disable)                  X-----
  724.           Local Use bit (1 = enable)                      -X----
  725.           MIN Mark bit (usually disabled = 0)             --0---
  726.           Auto-Recall bit (always set to 1)               ---1--
  727.           Second Phone Number (0 = disable)               ----X-
  728.           Diversity option bit (0 = disable)               -----X
  729.  
  730. 11    Options programming byte "B"              3           010 (binary)
  731.           Long tone DTMF (0 = disable)                    X--
  732.             Ringer/speaker (1 = handset / 2 = transducer)   -X-
  733.           Timeout (8 hour)  (0 = enabled)                 --X
  734.  
  735.  
  736. If second phone number option is enabled and supported by the hardware,
  737. this programming template will repeat for the second phone number.  Each
  738. field identifier (step) number will be displayed with a "2" to indicate
  739. data for the second number.  (e.g. "01 2").
  740.  
  741.           
  742.  
  743. *****************************************************************
  744.  
  745.  
  746.  
  747.           SOURCES:  A Review of Available Publications
  748.  
  749.  
  750. Every month I peruse the pages of Nuts & Volts with an eye for detail
  751. unmatched by the best Revenue Agents employed by the IRS.  Why?  Because I
  752. have an insatiable appetite for information - especially information
  753. surrounding technology that seems "inaccessible" to you and me.  As a
  754. result, I've purchased all four publications advertised herein that deal
  755. with cellular communications.  Each has unique features and all were worth
  756. the money.  Here is my opinion of each:
  757.  
  758.                    Cellular Programmer's Bible
  759.  
  760. The Cellular Programmer's Bible definitely lives up to it's name.  Over 300
  761. pages of nothing but programming instructions for every conceivable
  762. cellular telephone manufactured.  This tomeincludes the factory preset
  763. security codes to greatly simplify access to the programming modes of
  764. various phones.  In addition to precisely detailing every programming
  765. sequence, each entry includes invaluable technical information on channel
  766. capabilities, test modes, and other unique tidbits applicable to the
  767. specific model of phone being described.
  768.  
  769. This volume is mandatory for anyone considering offering programming
  770. services to the public.  I discovered my Pac Tel Cellular customer service
  771. rep uses this same publication as his programming reference, although he
  772. carries it in a nondescript binder.
  773.  
  774. Approximately 400 spiral bound 8.5 x 11" pages.  $84.45.
  775. Available from:  TeleCode, P.O. Box 6426, Yuma, AZ, 85366-6426. 
  776. (602) 782-2316.
  777.                                 
  778.  
  779.                      Cellular Hacker's Bible
  780.  
  781. The Cellular Hacker's Bible is TeleCode's other cellular publication. 
  782. About one third of this book is devoted to programming templates for over
  783. thirty popular phones.  The balance consists of an elaborate technical
  784. dissertation describing the operation of the cellular network which reads
  785. like a Bellcore technical document (coincidence?).  From switching to
  786. timing and signalling protocols - it's all here.
  787.  
  788. The attention to technical detail can be an engineer's dream or
  789. mind-numbing to the casual reader.  Although I occasionally became bogged
  790. down in things like "wink start signalling" and multi-frequency (MF) call
  791. routing codes, I appreciated the excruciating detail when I came to the 18
  792. pages listing each and every frequency in the radio spectrum allocated to
  793. the cellular network by the FCC.
  794.  
  795. The reprogramming instructions are easy to follow, but not as comprehensive
  796. as the templates in TeleCode's other publication (above).
  797.  
  798. Approximately 180 spiral bound 8.5 x 11" pages.  $53.45.
  799. Available from:  TeleCode, P.O. Box 6426, Yuma, AZ, 85366-6426. 
  800. (602) 782-2316.
  801.                                 
  802.                     Cellular Phone Phreaking
  803.  
  804. Technical documents published "for educational purposes only" by
  805. Consumertronics have a unique format and tone not generally found in other
  806. books.  John J. Williams, MSEE and proprietor of the company, has a gift
  807. for presenting detailed technical information in an almost conversational
  808. manner full of examples and anecdotes.  Cellular Phone Phreaking is no
  809. exception.
  810.  
  811. The programming instructions are equivalent to those contained within
  812. TeleCode's Cellular Hacker's Bible.  The technical description of the
  813. cellular network is brief, and Williams includes an abundance of
  814. information on how individuals have been known to perpetrate cellular
  815. fraud.  Included are relevant excerpts from various communications privacy
  816. laws, including the text of the Electronic Communications Privacy Act
  817. (ECPA).
  818.  
  819. Of value to the technician or monitoring enthusiast are the mathematical
  820. algorithms necessary to determine the cellular channel numbers based on the
  821. radio frequencies used.
  822.  
  823. While informative and entertaining, this book is a bit thin compared to the
  824. others, but Williams crams in a lot of information by using small type and
  825. not wasting an inch of space.
  826.  
  827. Approximately 41 spiral bound 8.5 x 11" pages.  $39.00.
  828. Available from:  Consumertronics, 2011 Crescent Drive, P.O. Box
  829. 88310, Alamogordo, NM
  830. 88310, (505) 434-0234.
  831.  
  832.  
  833.  
  834.             Cellular Telephone Modification Handbook
  835.  
  836.  
  837. The Cellular Telephone Modification Handbook is the one publication
  838. reviewed that is not really a programming manual per se.  It is a book
  839. explaining in detail how a hacker would change the Electronic Serial Number
  840. (ESN) of a cellular phone.  As a "security manual," the book holds nothing
  841. back in precisely demonstrating how criminals can defraud the system by
  842. doing so.  I should note that a legitimate application for this information
  843. would be to "clone" a phone that you already own.
  844.  
  845. By duplicating the ESN of your existing phone into another phone, you could
  846. use either unit at any given time and avoid having to pay for an additional
  847. number and service for the second phone.  This seems analogous to adding an
  848. extension phone to your telephone service at home.  Why have a separate
  849. number for each "extension?"   Cellular companies don't like it, but it
  850. doesn't appear to be illegal.  Emulating the phone of your local bank
  851. president in order to make free calls is another story entirely.
  852.  
  853. In addition to basic "universal" programming guidelines, this book includes
  854. "screen dumps" of PROM emulation software, lists of manufacturers' ESN
  855. prefixes and System Identification Numbers (SIDs).  Complete with sources
  856. for parts and equipment, as well as books and magazines related to the
  857. field of cellular communications.
  858.  
  859.  
  860. The representative I spoke with at Spy Supply provides programming support
  861. for their customers.  If you need assistance with a specific phone, he'll
  862. provide you with programming information for that particular model at no
  863. charge.  After purchasing the manual, I tested this service and
  864. found that he could answer every question I threw at him without
  865. hesitation.  The availability of this invaluable resource elevates Spy
  866. Supply above the ranks of a typical publisher.
  867.  
  868. Approximately 52 spiral bound 8.5 x 11" pages.  $79.95.
  869. Available from:  Spy Supply, 7 Colby Court, Suite 215, Bedford,
  870. NH 03110, (617) 327-7272.
  871.  
  872.  
  873.  
  874.  
  875. *****************************************************************
  876.  
  877.  
  878.  
  879.                              CELLULAR TELEPHONE MANUAL TEST MODE
  880.  
  881.                             How to Build and Use Programming Aids
  882.  
  883.  
  884.                                        By Damien Thorn
  885.  
  886.  
  887.  
  888. Over the last few months in Nuts & Volts we've taken a close look at
  889. cellular technology.  From an overview of the network to a "hands-on"
  890. tutorial covering cellular telephone reprogramming.  This article
  891. introduces the construction and use of a manual test adapter to assist in
  892. reprogramming or diagnosing problems in various cellular phones.
  893.  
  894. You can build this device in about five minutes with one part from your
  895. local computer store or Radio Shack.  The simplicity is elegant, and belies
  896. the powerful control you can achieve over your cellular hardware.  Need to
  897. bypass the security code usually required for programming, or display the
  898. relative signal strength indication (RSSI) on a specific cellular channel? 
  899. With a manual test adapter you're just a few keystrokes away from this and
  900. more.
  901.  
  902.  
  903.  
  904.  
  905.                                         INTRODUCTION
  906.  
  907. As I mentioned last month, there is little money to be made by cellular
  908. dealers in the sales of equipment.  Hardware prices are so competitive that
  909. most dealers sell new equipment at close to cost.  Dealers make their
  910. profit through commissions for signing up subscribers for cellular service,
  911. and by installation and repair.
  912.  
  913. Installing cellular phones is comparable to installing a CB radio, and less
  914. difficult than wiring a car stereo.  Modern cellular phones are so reliable
  915. that the phone itself rarely needs to be serviced.  Ancillary equipment
  916. such as wiring and antennas are usually the cause of any malfunction. 
  917. Probably the most common service operation is programming.
  918.  
  919. Whether you are activating cellular service for the first time, or moving
  920. to another city, your cellular phone must be reprogrammed with specific
  921. data supplied by the cellular service provider (carrier).  Even changing
  922. the unlock code on the phone requires reprogramming in many instances,
  923. often associated with a fee ranging from $15-50.00.
  924.  
  925. The vast majority of contemporary cellular phones are programmed by
  926. punching in the data right on the keypad without the aid of any external
  927. programming device.  And this service is often performed by shop personnel
  928. with little technical skill.  With a programming manual in front of her, I
  929. watched the receptionist at a local dealer program a phone that was being
  930. exchanged by a customer.
  931.  
  932.  
  933. I use this example to illustrate how easy it is to reprogram a phone. 
  934. There is really no reason you or I cannot perform this task ourselves and
  935. save money.  Reprogramming can also become a profitable additional service
  936. offered by independent technicians.
  937.  
  938.                                     Motorola's Test Mode
  939.  
  940. Motorola is probably the largest manufacturer of cellular phones.  In
  941. addition to their own brands, they make phones for a plethora of other
  942. companies.  I've always admired the quality of Motorola communications
  943. equipment, and the test mode engineered into their cellular firmware has
  944. scored them a few more points in my book.
  945.  
  946. The test mode is designed to be of assistance to cellular technicians in
  947. the field, and is entered by grounding a specific pin on one of the phone's
  948. connectors.  Once in test mode, the technician has manual control over many
  949. of the functions normally automated by the firmware.   The phone display
  950. can now be used to indicate the status of various operational parameters.
  951.  
  952. The most useful functions to the hobbyist and professional programmer alike
  953. are those which allow the data stored in the Numeric Assignment Module
  954. (NAM) to be reviewed and changed.  This is not much different from using
  955. the standard programming mode, except no special keyboard sequences and
  956. security codes are required for access.  The manual test mode effectively
  957. bypasses the software "front door" commonly used to enter programming mode,
  958. and is invaluable when the security code is unknown or has long since been
  959. forgotten.
  960.  
  961. The rest of this article details the construction of a test adapter and
  962. explains its use as applicable to cellular programming.  From this point on
  963. I'm assuming you've read my previous article or otherwise have at least a
  964. basic knowledge of cellular programming.
  965.  
  966. The basic style of the Motorola-manufactured phone will determine how you
  967. go about placing the unit in test mode.  Palm-size folded phones and the
  968. one-piece hand held devices do not require and adapter.  A jumper between
  969. the contact designated as the "test line" and ground is all that is
  970. required.
  971.  
  972.  
  973.                            Activating Test Mode:  Hand held Phones
  974.  
  975.  
  976. If your phone is one of the hand held types, slide the battery pack off the
  977. unit.  The battery pack also serves as the rear of the phone's external
  978. case.  On the top rear of the phone you should see twelve contacts arranged
  979. in two horizonal rows as depicted in Photo #1.
  980.  
  981. Before you go any further, you should look at the model number of the phone
  982. located on the back of the handset.   A typical model number is 
  983. "F09FSF9797."  The fourth letter (underlined) in this string is important. 
  984. This indicates the phone is of the Motorola "F" series and contains
  985. firmware that is programmed to allow us to use the manual test mode.  The
  986. older "D" series phones do not contain the appropriate firmware, and are
  987. not even programmable from the keypad.  Do not attempt this procedure on a
  988. "D" series phone.
  989.  
  990. Another way to make sure the phone is of the "F"  or higher (G, H, I, etc.)
  991. series as opposed tothe older "D" series is to examine the plastic shroud 
  992. which extends from the top of the phone and partly covers the RF
  993. switch/antenna connector housing.  The "F" (and newer) series phones have
  994. various notches molded into the plastic shroud as can be seen in the photo.
  995.  
  996. To reiterate, if the model number contains the letter "D" as the fourth
  997. character, it does not have a test mode, and cannot be reprogrammed from
  998. the keypad.  Do not attempt to place it in test mode or you may damage the
  999. phone.  Once you are certain the phoneis of the "F" or higher series, you
  1000. may proceed.  
  1001.  
  1002. The contact which serves as the test line is #6.  This is the contact to
  1003. the far right in the upper row, and should be the last (and sixth) of the
  1004. contacts comprising the top row of contacts. Making a connection between
  1005. this contact and ground will cause the phone to enter the test mode when
  1006. powered up.
  1007.  
  1008. The most convenient way I've found to accomplish this in lieu of a special
  1009. adapter or modified battery pack is to use a small piece of wire as a
  1010. jumper.  The short lengths that come with the Radio Shack RS-232 jumper box
  1011. we'll be discussing later work perfectly, right out of the package!
  1012.  
  1013.  
  1014. To jump contact #6 to ground, I use a very small jewelers screwdriver to
  1015. carefully wedge one of the solder-tinned ends of my jumper into the space
  1016. between the contact and the plastic edge to the right.  The snug fit
  1017. assures decent electrical contact and helps keep the jumper in place.  The
  1018. other end of the jumper is gently inserted in the crevice on the RF switch
  1019. housing.  This bare metal area is the most convenient ground and will even
  1020. hold the end of the jumper.
  1021.  
  1022.  
  1023. Once you have the jumper connected, you need to flatten it against the
  1024. phone so that you can slide the battery back on without dislodging it. 
  1025. Photo #2 depicts the jumper in the proper position to clear the battery
  1026. pack.
  1027.  
  1028.                                    Palm-size Folded Phones
  1029.  
  1030.  
  1031. The "Micro TAC" variety of miniature folded phones ("Flip-Fones")
  1032. manufactured by Motorola usually require a special battery to activate the
  1033. test mode.  You can simulate this battery with your standard battery,
  1034. however.
  1035.  
  1036. After removing the battery from the phone, you should see three contacts in
  1037. a row located in the lower right area of the phone.  The two outer contacts
  1038. are the battery connections.  Positive "+" is to the left, and negative "-"
  1039. is to the right.
  1040.  
  1041.  
  1042. The center contact is somewhat recessed and does not make contact with the
  1043. standard battery.  Your battery however, should have a mating third contact
  1044. present.  To place the phone in test mode, you need to get the center
  1045. contact to mate with the center contact on the battery.  Strategic use of a
  1046. small piece of folded metal foil, solder wick or similar conductive
  1047. material can be used to extend the center contact on the phone so that it
  1048. will make contact with the third terminal of the battery.
  1049.  
  1050. If you attempt this procedure, immediately power up the phone to make sure
  1051. you have not shorted the battery terminals.  If the phone does not come on
  1052. at all or feels warm to the touch, quickly remove the battery.  A shorted
  1053. NiCad battery can explode, causing serious injury.
  1054.  
  1055.                               MINI-TR or Silver MiniTac phones
  1056.  
  1057. Two specific phones - Motorola's MINI-TR or Silver MiniTac units can be
  1058. placed in programming mode by shorting the two contacts of the hands-free
  1059. microphone connector.
  1060.  
  1061.                          Mobile Installations & Transportable Phones
  1062.  
  1063. These common phones are the type that consist of a handset connected to a
  1064. separate transceiver unit by a coiled cable resembling the receiver cord of
  1065. a standard landline telephone.  The handset cable is terminated with a
  1066. modular connector and plugged in to a jack.  The control cable from
  1067. the jack carries the handset, power and options wiring.  This control cable
  1068. is connected to the transceiver with a 25-pin DB25 connector as depicted in
  1069. Photo #3.
  1070.  
  1071. These phones are also placed in manual test mode by grounding the test
  1072. line.  The easiest way to accomplish this is by building a small test
  1073. adapter (also known as a "programming aid").  This device is placed between
  1074. the control cable and transceiver DB25 connectors allowing all the signals
  1075. to pass through unaffected with the exception of jumping the test line to
  1076. audio ground.
  1077.  
  1078.                                   Building the Test Adapter
  1079.  
  1080. Construction of the test adapter is pretty straight forward.  The same DB25
  1081. connectors used by Motorola have been used for years as the standard
  1082. RS-232-C connector on computer equipment.  You can easily pick up a serial
  1083. RS-232 inline jumper box from your local computer, electronics or Radio
  1084. Shack store.  The part number at Radio Shack is #276-1403 and lists for
  1085. $9.95 in their 1993 catalog.
  1086.  
  1087. The Radio Shack jumper box is designed for maximum flexibility and as such
  1088. does not have any of the pins preconnected.  Each trace on the circuit
  1089. board connecting the pins has a small break which you will need to bridge
  1090. with solder to allow the signals to pass through.  Examine the PC board
  1091. before beginning and follow a few of the traces.  Note the difference
  1092. between the break in each trace and the small solder pads used for
  1093. connecting jumpers.  You only need to bridge the traces.
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097. Once you've applied a small dab of solder to restore the integrity of each
  1098. trace, you are ready to install the jumper.  The test line on these
  1099. Motorola phones is pin #21.  Pin #20 is the audio ground line.  You want to
  1100. jumper (short) these two pins.
  1101.  
  1102. Small numbers etched on the PC board indicate the jumper point for each
  1103. pin.  Locate the numbers 20 and 21 next to the small solder pads.  Using
  1104. one of the short jumper wires provided with the device, place the ends
  1105. through these two holes and solder them down on the opposite side of the
  1106. board.  Photo #4 depicts proper jumper installation, although I left one
  1107. end of the jumper unsoldered to illustrate it going through the board to be
  1108. soldered on the other side.
  1109.  
  1110. That completes the construction of a handy programming aid for Motorola
  1111. cellular phones, and you have a small packet of left over jumpers that are
  1112. perfect for jumpering the test line contact on the hand held units.  Be
  1113. sure to save them.
  1114.  
  1115. To use the test adapter, place it between the control (handset) cable and
  1116. the transceiver as shown in Photo #5.
  1117.  
  1118.                                      Test Mode Commands
  1119.  
  1120. Once you've jumpered the appropriate contact or applied the test adapter,
  1121. it's time to turn on the phone.  When the phone powers up, a series of
  1122. digits should appear in the display similar to those shown in Photo #6. 
  1123. They should alternate with another series of digits.  This indicates your  
  1124. phone is in the manual test mode.
  1125.  
  1126. One display consists of two numbers, each three digits in length.  The set
  1127. to the right is the channel number designator for the specific cellular
  1128. frequency the phone is receiving from your local cell site (tower).  The
  1129. right-most trio is the relative signal strength indication (RSSI) of the
  1130. received frequency.
  1131.  
  1132. The seven-digit number alternating with the channel/RSSI display provides
  1133. the technician with additional status information.  Each individual digit
  1134. in the field is actually an independent status register.  With a letter
  1135. substituted for each of the seven digits, this is what they represent:
  1136.  
  1137.                                         A B C D E F G
  1138.  
  1139. Position A - SAT Frequency.  Indicates which of the three SAT lock
  1140. frequencies is being used by the phone.  In this position a "0" = 5970Hz,
  1141. "1" = 6000Hz, "2" = 6030Hz, "3" = No SAT lock.
  1142. Position B - Carrier Status indication.  "0" = carrier off, "1" = carrier
  1143. on.
  1144. Position C - Signalling Tone.  "0" = tone off, "1" = tone on.
  1145. Position D - RF Power Attenuation Level.  "0" through "7" are valid values.
  1146. Position E - Channel designation.  A "0" = voice channel, "1" = control
  1147. data channel.
  1148. Position F - Audio Mute (receive).  "1" = received audio is muted, "0" =
  1149. unmuted.
  1150. Position G - Audio Mute (transmit).  "1" = transmitted audio is muted.  "0"
  1151. = unmuted.
  1152.  
  1153. The meaning of all these status registers is fairly complex and has no
  1154. bearing on cellular reprogramming.  This display, like the majority of the
  1155. test commands, are only of value to an engineer placing the phone under
  1156. test with a cellular service monitor.
  1157.  
  1158. Table "A" lists the test commands that can be of assistance in
  1159. reprogramming.  I have omitted the test commands designed for use with a
  1160. service monitor, as issuing them without the phone connected to a monitor
  1161. may cause interference to the cellular network.  You may own the phone, but
  1162. the cellular provider owns the FCC license that allows you to use it. 
  1163. Operating the transmitter in the phone in a manner inconsistent with this
  1164. license could subject you to loss of service and possible legal trouble.
  1165.  
  1166.                                       Issuing Commands
  1167.  
  1168. If your phone did not come up with the status display described above, you
  1169. may need to manually instruct the phone to do so.  Pressing "#" enters the
  1170. test command mode, and "02#" is the command to display the status
  1171. registers.  If you enter a command improperly, the phone will scroll the
  1172. word "error" across the display.
  1173.  
  1174. If you need to review the current programming data stored in the NAM, enter
  1175. "55#" which instructs the phone to enter the programming mode.  You can 
  1176. scroll through the contents of NAM displaying the stored values by
  1177. repeatedly pressing the "*" key.  Actual reprogramming through this mode is
  1178. considerably more difficult than through the standard programming mode. 
  1179. The test mode does not display a step number to let you know what
  1180. programming step you are at, and the information is stored and displayed in
  1181. a different order.
  1182.  
  1183. Many programmers simply use this mode to obtain the security code, exit
  1184. test mode and program the phone in the normal fashion.  As you step through
  1185. the NAM contents with the "*" key, the security code is the only six-digit
  1186. number you'll see that isn't binary.  Once you've written it down, continue
  1187. to step through NAM until you see the "tick mark" in the display (it looks
  1188. like an apostrophe) and exit test mode by turning off the phone.
  1189.                                               
  1190. Motorola designed their phones so that they could only be programmed three
  1191. times.  I don't know the rationale for this, but a firmware counter
  1192. increments each time the phone is reprogrammed, and after the third time it
  1193. will no longer enter programming mode.  The instruction booklet that
  1194. accompanies the phone instructs you to take it to the dealer where you
  1195. bought it.
  1196.  
  1197. If you took the phone to a dealer, they would put the phone in test mode
  1198. (just like we're doing) and enter the command "32#" which resets the
  1199. counter to zero, allowing the phone to be reprogrammed three more times. 
  1200. Do it yourself and save!
  1201.  
  1202. Many phones also have a cumulative call timer that counts the total number
  1203. of minutes the phone has been used for calls (actively transmitting).  This
  1204. "autonomous timer" (that you were told was not resetable) can be cleared
  1205. and reset to zero by punching in "03#" while in test mode.
  1206.  
  1207. Another useful command is "38#" which causes the phone to display the
  1208. Electronic Serial Number (ESN) that is burned in ROM.  The phone will
  1209. display the ESN one hex byte at a time.  Press "*" to increment to the next
  1210. byte.  Note that the display shows four numbers.  The two to the left
  1211. indicate which byte you are viewing (00, 01, 02 or 03),and the actual value
  1212. of that byte is at the right of the display.
  1213.  
  1214. You can punch in "19#" if you'd like to view the software version number
  1215. resident in your phone.
  1216.  
  1217.                                          Conclusion
  1218.  
  1219. You should now have an understanding of the test mode inherent in cellular
  1220. phones manufactured by Motorola, and if you've followed this series of
  1221. articles in recent issues of Nuts & Volts, the operation of the cellular
  1222. network and reprogramming procedures are no longer so mysterious.
  1223.  
  1224. Your questions and comments are always welcome, and you can write or send
  1225. E-mail directly to me as mentioned below.  If plan to do much programming
  1226. or would like detailed information on the cellular network, you would
  1227. benefit greatly by investing in one of the detailed technical publications
  1228. offered in these very pages.  I've listed the publishers of several good
  1229. volumes in a sidebar, and you'll find their ads scattered throughout this
  1230. magazine.
  1231.  
  1232. As a final note, you should be aware that the use of this information is
  1233. undertaken at your own risk.  Although most of this information was
  1234. triple-checked against available technical documentation, none of it
  1235. originated directly from Motorola.  I doubt you'll have a problem, but you
  1236. never know when a manufacturer might change their specifications.
  1237.  
  1238. *****************************************************************
  1239.  
  1240.  
  1241.  
  1242.                                   TEST MODE COMMAND SUMMARY
  1243.  
  1244.  
  1245. The following is a summary of some of the commands available from within
  1246. the test mode on most cellular phones manufactured by Motorola.
  1247.  
  1248.  
  1249. COMMAND              DESCRIPTION
  1250.  
  1251.      #             Initial keystroke to enter test command mode.
  1252.    01#        Reboot phone (begin power-up routine).
  1253.    02#        Display status registers.
  1254.    03#        Reset "autonomous timer" to zero minutes.
  1255.    04#        Initialize transceiver.
  1256.    07#        Mute audio (received).
  1257.    08#        Unmute audio (received).
  1258. 11XXX#               Load frequency synthesizer with specific cellular
  1259. channel (XXX = 3-digit decimal channel designator).
  1260.    13#        Power down the phone (off).
  1261.    19#        Display software version number.
  1262.    32#        Initialize NAM.  Erases all programmed data!
  1263. 36XXX#               Activate channel scanning.  Pauses on each channel for
  1264. XXX milliseconds. Keying "#" aborts scanning.
  1265.    38#        Display Electronic Serial Number (ESN).
  1266.    45#        Display current relative signal strength (RSSI) of currently
  1267. loaded channel.
  1268.    53#        Enables scrambler option if phone is equipped.
  1269.    54#        Disables scrambler option if phone is equipped.
  1270.    55#        Programming mode - display/change NAM contents.
  1271.  
  1272.  
  1273.  
  1274.  
  1275. *****************************************************************
  1276.  
  1277.  
  1278.  
  1279.                               Sources of Additional Information
  1280.  
  1281.  
  1282.  
  1283. The following companies distribute publications that offer detailed
  1284. instructions and information pertaining to cellular programming and various
  1285. aspects of cellular hardware:
  1286.  
  1287. Spy Supply
  1288. 7 Colby Court, Suite 215
  1289. Bedford, NH 03110
  1290. (617) 327-7272
  1291.  
  1292.  
  1293. TeleCode
  1294. P.O. Box 6426
  1295. Yuma, AZ 85366-6426
  1296. (602) 782-2316
  1297.  
  1298.  
  1299. Consumertronics
  1300. 2011 Crescent Drive
  1301. P.O. Box 88310
  1302. Alamogordo, NM 88310
  1303. (505) 434-0234
  1304.  
  1305.  
  1306.  
  1307.  
  1308. *****************************************************************
  1309.  
  1310.  
  1311.  
  1312.  
  1313.                                       AUTHOR BIOGRAPHY
  1314.  
  1315.                                       (For publication)
  1316.  
  1317.  
  1318.  
  1319. Damien Thorn's interest in electronics has deep roots.  A noted "hacker"
  1320. and "phone phreak" by age sixteen, he contributed regularly to the
  1321. underground newsletter "TAP."   Today Damien is an on-air radio personality
  1322. and FCC licensed engineer in California's San Joaquin Valley.  His
  1323. interests include computers, communications, security and privacy issues. 
  1324. He welcomes questions and comments.  You can reach him at 6333 Pacific Ave.
  1325. #203, Stockton, CA 95207-3713 or via E-Mail at one of the following: 
  1326. DrDamien@Delphi.com via Internet mail, on CompuServe at 75720,2104,  or on
  1327. Delphi as DrDamien.
  1328.  
  1329.