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Text File  |  2003-06-11  |  10.5 KB  |  199 lines
  1.                                 ==Phrack Inc.==
  2.  
  3.                     Volume One, Issue Five, Phile #9 of 12
  4.  
  5.                         Mobile Telephone Communications
  6.  
  7.                               By Phantom Phreaker
  8.  
  9.                            Presented by The Alliance
  10.                                  (618)667-3825
  11.  
  12.  
  13.  Mobile telephone communications is not the same thing as Cellular. Mobile
  14. telephone service is not as advanced as Cellular, and not as efficient. Mobile
  15. telephone service limits the number of customers sharply, while Cellular is
  16. designed to solve the problems of Mobile telephone service.
  17.  
  18.  The signals for Mobile communications are sent by high-power transmitters and
  19. antennas that provide an area of approx. 20-30 miles with service.
  20.  
  21.  A base unit of a Mobile communications system transmits and receives on
  22. different frequencies at the same time. Typical power for the radio base
  23. station transmitter is 200-250 watts.
  24.  
  25.  Mobile telephone facilities tie in with the normal fixed-position telephone
  26. system, however base units can be owned by a Radio Common Carrier (RCC). RCCs
  27. running mobile telephone systems are charged by the telephone company for use
  28. of the normal phone system.
  29.  
  30. DIAGRAM:
  31. --------
  32.                       ^-Base antenna    Mobile unit
  33.                       |                    |
  34.                       |- - - - - - - - - /-- --\
  35.                       |     ^Signal^    | (Car) |
  36.                    ---------------------------------------
  37.                       ^-------<-20-30 Miles->---|
  38.                       ^                         |-From
  39.                    /===========\                | mobile
  40.                    |Receiver/  |                | antenna
  41.                    |Transmitter|         =============
  42.                    /===========\         |Receiver/  | |-|
  43.                    |Control    |         |Transmitter|-|*|
  44.                    |Terminal   |         ============= |-|
  45.                    \===========/                        ^
  46.                         |                           Handset
  47.                         | <-Telephone
  48.                         | <-Land line
  49.                         |
  50.                     =======                =======
  51.                     | C.O.|                | C.O.|---[-*-]
  52.                     =======                =======    |*|
  53.                         |                      |      -----
  54.                         |                      |      Fixed
  55.                     =========              =========  Phone
  56.                     |Switch |--------------|Switch |
  57.                     |Network| Transmission |Network|
  58.                     =========     Link     =========
  59.  
  60.                    ---------------------------------------
  61. (Above diagram from 'Understanding Telephone Electronics' chapter 10.)
  62.  
  63.  As you can see from the above diagram, calls placed from the Fixed position
  64. telephone are routed through a Central Office as normal, through a Switch
  65. Network, to another Switch network, and to another CO. From the second CO
  66. (nearest to the Mobile unit), the signals are sent on a telephone line to the
  67. control terminal, to the receiver, then to the base unit (antenna). From the
  68. base unit, the radio signals are sent to the site of the mobile telephone.
  69.  Calls from the mobile telephone operate in the same manner. An idle radio
  70. channel is selected (like seizure of a trunk for a LD call) and the signals are
  71. sent over the mobile network.
  72.  If no channel is available for use, then a busy indication is triggered
  73. (similar to a re-order). If a channel is available, the customer will be
  74. prompted with a dial tone, similar to normal fixed-position telephone service.
  75.  The area that this would work in is called the subscriber's home area. When a
  76. mobile telephone service subscriber leaves the service area, he is then
  77. referred to as a Roamer. Since the mobile unit is out of the service area,
  78. special preparations have to be made to continue communications to/from that
  79. mobile unit.
  80.  
  81. SIGNALLING
  82. ----------
  83.  Mobile signalling tones are selected (like touch tones) to avoid possible
  84. reproduction of the signalling tone on the voice link, to cause a signalling
  85. mistake. The IMTS (Improved Mobile Telephone Service) uses in band signalling
  86. of tones from 1300Hz-2200Hz. Another method of signalling is the MTS (Mobile
  87. Telephone System). MTS is older than IMTS, and MTS uses in band signalling of
  88. tones from 600Hz-1500Hz, and some use 2805 Hz in manual operation.
  89.  
  90. CALL COMPLETION
  91. ---------------
  92.  In this instance, let's say a call is being placed from a normal telephone to
  93. a Mobile unit. First off, the base station selects one idle channel and places
  94. a 2000Hz idle tone on it. All on hook Mobile units active in that service area
  95. find and lock onto the channel that carries the 2000Hz idle tone. Now each
  96. Mobile unit listens for it's specific number on that channel. When an idle
  97. channel becomes busy, a new channel is selected for use, and the process is
  98. repeated.
  99.  Now the caller's call is sent through the telephone network the same way as a
  100. normal telephone call. When this call reaches the control terminal, the
  101. terminal seizes the already marked idle channel (with every on-hook mobile unit
  102. listening to it) and applies a 1800Hz seize tone. This tone keeps other mobile
  103. units from using it to complete other calls. The called number is outpulsed
  104. over the base station transmitter at ten pulses per second, with idle tone
  105. represented as a mark, and a seize-tone represented as a space.
  106.  Since every idle mobile unit is waiting on that channel, they compare the
  107. number being outpulsed with their own number. If the first digit of the called
  108. mobile unit is three, and a specific mobile unit 'listening' on the channel has
  109. a first digit of four, it stops listening to that channel, and moves to the
  110. next channel with 2000Hz applied.
  111.   When the mobile unit receives the correct destination number, all other
  112. mobile units are no longer listening on that particular channel. When the 7
  113. digit number is received, the mobile supervisory unit turns on the mobile
  114. transmitter and sends an acknowledgement signal (2150Hz guard tone) back to the
  115. control terminal. If this signal isn't received in three seconds after
  116. outpulsing, the seize tone is removed from that channel, and the call is
  117. dropped. If the signal is received at the control terminal, then the mobile
  118. phone will ring (standard two seconds on, four seconds off). If the mobile unit
  119. being called doesn't answer in forty five seconds, the call is also dropped.
  120.  When the person answers the mobile phone and takes it off hook, the mobile
  121. supervisory unit sends a connect tone of 1633Hz, for an answer signal. When
  122. this is received by the control terminal, the ringing stops, and a voice path
  123. between the two phones is established. When the mobile subscriber hangs up, a
  124. disconnect signal is sent which consists of alternating disconnect/guard tone
  125. (1336Hz and 2150Hz respectively) signals. Then the mobile unit begins searching
  126. for another idle channel, and readies itself for more calls.
  127.  For an outgoing call placed by the Mobile subscriber, the mobile unit must
  128. already be locked on the idle channel. If the unit is not, a warning light will
  129. flash advising the user of the problem. This is similar to a re-order signal.
  130.  If the unit is already on an idle channel, the calling number will be sent to
  131. the control terminal for billing purposes.
  132.  
  133. CELLULAR TELEPHONES
  134. -------------------
  135.  To improve over the problems of mobile telephone service such as low amount of
  136. users, high price, etc. AT&T invented the Cellular Concept, or the AMPS
  137. (Advanced Mobile Phone System). This is the cellular phone concept that is used
  138. in major cities. Los Angeles, Ca. currently has the largest cellular
  139. communication system in the world.
  140.  
  141.  Calls sent to cellular telephones are sent through the MTSO (Mobile
  142. Telecommunications Switching Office). The MTSO handles all calls to and from
  143. cellular telephones, and handles billing.
  144.  All incoming calls from the MTSO are sent to a Cell site in each cell, to the
  145. actual cellular telephone. The major difference between mobile and cellular is
  146. that cellular can use the same channel many more times than a mobile telephone
  147. system can, providing more customers and making the service less expensive.
  148.  Once a vehicle goes out of range of one cell site, the signal is transferred
  149. immediately, with no signal loss, to another cell site, where the call is
  150. continued without interruption. This is called a Cellular hand-off.
  151.  Cellular communications areas are divided up into several cells, like a
  152. honeycomb.
  153.  
  154. DIAGRAM
  155. -------
  156.                                       /---\  /---\  /---\
  157.                                      /  *  \/  *  \/  *  \
  158.                         ====         |Cell ||Cell ||Cell  |
  159.                         |CO|         | Site|| Site|| Site |
  160.                         ====    /---\\     /\     /\     /
  161.                          |     /  *  \\---/  \---/  \---/
  162.                          |     |Cell | /---\  /---\
  163.                          |     | Site|/  *  \/  *  \
  164.                          |     \     /|Cell ||Cell  |
  165.                       ======    \---/ | Site|| Site |
  166.                       |MTSO|          \     /\     /
  167.                       ======           \---/  \---/
  168.  
  169.                     ---------------------------------------
  170.  More cell sites are used for the area they are needed for. The signals are
  171. sent from the MTSO to the each cell site. So if you were travelling in the cell
  172. site to the far left, the signal from the MTSO would be sent to that cell. As
  173. you move, the signal is moved.
  174.  
  175.  Here is a quote from AT&T's Cellular Telephones pamphlet.
  176.  
  177.  'AT&T cellular phone transmission sounds as good as your home and office
  178. phone. Basically it's a simple concept. Each metropolitan area is divided into
  179. sectors which form a honeycomb of cells. Each cell incorporates its own
  180. transmitter and receiver which connects to the local phone network.
  181.  As you drive from cell to cell, sophisticated electronic equipment transfers
  182. or 'hands off' the call to another cell site. This automatic sequence maintains
  183. service quality throughout the conversation without interruption.'
  184.  
  185.  
  186.  I hope this file has been of some assistance to anyone who is curious about
  187. the more technical aspects of the telephone system.
  188.  
  189. References
  190. ----------
  191. Understanding Telephone Electronics-by Texas Instruments 1983
  192. TELE Magazine issues three and four
  193. AT&T Mobile communications pamphlet
  194. AT&T Cellular concept pamphlet
  195.  
  196. -End of file-
  197.    4/14/86
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