Mobile phone intelligent jamming system
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

Mobile phone intelligent jamming system

on

  • 7,913 views

 

Statistics

Views

Total Views
7,913
Views on SlideShare
7,913
Embed Views
0

Actions

Likes
2
Downloads
434
Comments
3

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Mobile phone intelligent jamming system Document Transcript

  • 1. 2008 Hashemite University Electrical Engineering Department MOBILE PHONE INTELLIGENT JAMMING SYSTEMPROJECT NO.8 Supervised by: Dr. Jalal Chebil Done by: Abdul Karim Al sbeeh Asa’d Naim Ahmad Hussan Ayman Samier Final Report
  • 2. Acknowledgment  The  project  of  “Mobile  Phone  Intelligent  Jamming  System”  would  not  have  been  completed without  the  funds  and  support  from  KADDB/KAFD  that  provides  the  total  budget  required  to complete this project. Thanks to our University and our supervisor Dr.Jalel Chebil; who provided scientific base and supervision.  There are other persons we want to thank them, had a big role in this project:  Eng.Dwi  was  graduated  from  Gadjah  Mada  University  of  Jogjakarta  majoring  in  Electronics Engineering, we want to thank Mr.Dwi for provide our project the main feature of detection the controller channel. Eng.Yazan qutishat, RF engineer in UMNIAH company I (Abdul Karem Sbeeh) want  to  thank  my  supervisor  Eng.Yazan  for  give  my  an  Excellent  training  in  GSM  network planning  and  optimization  for  two  months  in  UMNIAH  company.  Also  thanks  for  Dr.Abdul karem  Bayati,  for  his  instructive  and  useful  suggestion.  Special  thanks  to  our  teachers Dr.Ahmad  Manasreiah,  Dr.Omar  Sarairah  and  Eng.Emad/KADDB,  who  provided  us  with  high morals, every encouragement and useful suggestions. Also we need to thanks persons that we benefited  from  extensive  experience  in  the  field  of  RF  design  and  Microstrip  Dr.Nihad  Dib  at JUST University. 
  • 3.   Abstract    The  dependence  on  Mobile  Networks  is  worldwide.  The  success  and  growing  in  mobile  networks becomes troublesome and annoying by the ringing of mobile, especially in places  where silence is required such as Mosques, University lecture rooms, libraries, concert halls,  meeting  rooms  etc.  This  project  will  solve  this  problem  by  using  an  intelligent  jamming  device  capable  of  preventing  cell  phones  which  operates  within  a  restricted  area.  This  project gives an explanation to the concept of mobile Jamming and explores jamming in the  two popular mobile networks: Global system for mobile communication (GSM) and digital  cellular  network  (DCS).  The  intelligent  jamming  system  is  designed  to  block  only  the  controller channel, also to operate only if there is active mobile in the restricted area. The  system  of  mobile  jamming  is  analyzed  and  simulated  using  the  Advance  Design  System  (ADS) for Agilent software package.    
  • 4. I    Table of Contents 1. CHAPTER 1 INTRODUCTION  ............................................................................................... 1  1.1 Objectives ....................................................................................................................... 2  1.2 Importance ..................................................................................................................... 2  1.3 Report Outline ................................................................................................................ 3 2. CHAPTER 2: GSM/DCS MOBILE COMMUNICATION SYSTEM......................................... 4  2.1 Introduction To Mobile Telephone Systems ............................................................................... 4  2.2 GSM Architecture ............................................................................................................................ 5  2.2.1 Mobile Switching Center ................................................................................................... 5  2.2.2 Base Station Center ........................................................................................................... 5  2.2.3 BTS Architecture ................................................................................................................ 6  2.3 Types of Channels ............................................................................................................................ 7  2.4 Power Level Transmitted and Sensitivity ..................................................................................... 7  2.5 Frequency Bands ............................................................................................................................. 7  2.6 Frequency Hopping System ........................................................................................................... 8 3. CHAPTER 3: JAMMING TECHNIQUES ..................................................................................... 10  3.1 Jamming Strategies ....................................................................................................................... 10  3.1.1 Noise Strategies ............................................................................................................... 10  3.1.2 Phase Strategies ............................................................................................................... 10  3.2 Jamming Techniques ..................................................................................................................... 10  3.2.1 Noise Jamming ................................................................................................................. 11  3.2.2 Tone Jamming .................................................................................................................. 11  3.2.3 Swept Jamming ................................................................................................................ 12  3.2.4 Pulse Jamming .................................................................................................................. 12  3.2.5 Follower Jamming ............................................................................................................ 13  3.2.6 Smart Jamming ................................................................................................................. 15 4 . CHAPTER 4: ELECTRONIC CIRCUITS IMPLEMENTATION .............................................. 16  4.1 Methodology ..................................................................................................................... 16 
  • 5. II    4.2 Mobile Detector ............................................................................................................... 18  4.3 IF Stage .............................................................................................................................. 20  4.3.1 Triangular Wave Generator  ....................................................................................... 20  4.3.2 Noise Generator  ............................................................................................................ 22  4.3.3 Mixer  ................................................................................................................................. 24  4.3.4 Voltage Control Oscillator  .......................................................................................... 26  4.4 RF Stage ............................................................................................................................. 29  4.4.1 Synthesizer  ........................................................................................................... 29  . 4.4.2 IQ Modulator .......................................................................................................... 31  4.4.3 Power Splitter ......................................................................................................... 32  4.4.4 Power Amplifier ................................................................................................... 35  4.4.5 Antennas  ................................................................................................................ 36  . 4.5 PC Boards Layouts ............................................................................................................ 37  4.6 Power Supply .................................................................................................................... 40 5. CHAPTER  5: TEMS POCKET AND PC SOFTWARE ......................................................... 42  5.1 TEMS Pocket ....................................................................................................................... 42  5.2 Synthesizer Software .......................................................................................................... 43 6. CHAPTER 6: PIC MICROCONTROLLER AND COMPUTER PORTS ............................. 45  6.1 The PIC Microcontroller ...................................................................................................... 45  6.1.1 PIC Families ............................................................................................................. 45  6.1.2 PIC Pin Mapping ..................................................................................................... 46  6.1.3 Synthesizer‐Mobile Detector Controlling System .................................................. 46  6.2 Computer Ports Interfacing ................................................................................................ 49  6.2.1 Parallel Ports  .......................................................................................................... 49  .7. CHAPTER 7: CONCLUSIONS AND FUTURE RECOMMENDATIONS  ........................ 51  REFERENCES ................................................................................................................................  APPENDIX A ...........................................................................................................................................   APPENDIX B ............................................................................................................................................  
  • 6. III   APPENDIX C ............................................................................................................................................   APPENDIX D ...........................................................................................................................................   
  • 7. IV  List of Figures Figure 2.1: GSM Architecture ......................................................................................................... 5 Figure 2.2: TDMA Technology ......................................................................................................... 6 Figure 2.3: General BTS Contain 3 TRX’s ......................................................................................... 7 Figure 3.1: Jamming Techniques  ............................................................................................... 14  .Figure 3.2: General Block Diagram for Intelligent Jamming System ............................................ 15 Figure 4.1: Mobile Phone Intelligent Jamming System Block Diagram ........................................ 17 Figure 4.2: Mobile Detector .......................................................................................................... 19 Figure 4.3: Triangular Wave Generator ........................................................................................ 20 Figure 4.4: Square Wave from Point A ......................................................................................... 21 Figure 4.5: Triangular Wave from Point B .................................................................................... 21 Figure 4.6: Practical Triangle Signal .............................................................................................. 21 Figure 4.7: Noise Oscillator ........................................................................................................... 22 Figure 4.8: Amplifier Stages to Amplify the Noise ........................................................................ 23 Figure 4.9: Output Noise Waveform ............................................................................................. 23 Figure 4.10: Practical Output Noise .............................................................................................. 24 Figure 4.11: TL082 J‐FET OPAMP .................................................................................................. 25 Figure 4.12: OPAMP Mixer  ........................................................................................................... 25  .Figure 4.13: Practical Mixed Waveform ....................................................................................... 25 Figure 4.14: Basic Oscillator .......................................................................................................... 26 Figure 4.15: MAX038 Function Generator .................................................................................... 27 Figure 4.16: MAX038 Voltage Controlled Oscillator ..................................................................... 28 Figure 4.17: Transient Simulation for Voltage Controlled Oscillator Output ............................... 28 Figure 4.18: Practical VCO Output Waveform .............................................................................. 29 Figure 4.19: (AD4156) Sigma‐Delta Fractional‐N Synthesizer ...................................................... 29 Figure 4.20: ADF4157 Frequency Synthesizer .............................................................................. 30 Figure 4.21: EVAL KIT for Synthesizer ........................................................................................... 31 Figure 4.22: RF Mixer .................................................................................................................... 31 Figure 4.23: Wilkinson Power Splitter .......................................................................................... 32 
  • 8. V  Figure 4.24: Power Splitter Design ............................................................................................... 33 Figure 4.25: RF Power Splitter ...................................................................................................... 34 Figure 4.26: MPA 19‐20 Power Amplifier ..................................................................................... 35 Figure 4.27: Output Power with respect to Input Power ............................................................. 35 Figure 4.28: MPA‐0925 Power Amplifier ...................................................................................... 36 Figure 4.29: Antenna  .................................................................................................................... 36  .Figure 4.30: IF Stage PCB .............................................................................................................. 37 Figure 4.31: Mobile Detector Ver.2 .............................................................................................. 39 Figure 4.32: Mobile Detector Ver.1 .............................................................................................. 39 Figure 4.33: Block Diagram to Power Supply ................................................................................ 40 Figure 5.1: TEMS Pocket Interface ................................................................................................ 42 Figure 5.2: Main Screen of Synthesizer Program  ......................................................................... 43  .Figure 5.3: RF Output Frequency Screen ...................................................................................... 44 Figure 6.1: PIC Micro Controller ................................................................................................... 46 Figure 6.2: Standby Controlling Block Diagram ............................................................................ 47 Figure 6.3: PIC Flow Chart Program .............................................................................................. 48 Figure 6.4: Parallel Port Pin Names .............................................................................................. 49    
  • 9. VI   List of Tables Table 2.1: GSM Systems Frequencies ............................................................................................. 8 Table 6.1: PIC Pin Mapping  .......................................................................................................... 46 Table 6.2: PIC Logic State .............................................................................................................. 47  
  • 10. Chapter     1    INTRODUCTION The  last  few  years  have  witnessed  a  dramatic  boom  in  the  wireless  communications  industry which  causes  an  increase  in  number  of  mobile  users.  This  evolution  of  communication  gives numerous advantages and convenience for mobile user, however, the ringing of mobile phones becomes  troublesome  and  annoying,  especially  in  places  where  silence  is  required  such  as Mosques, University lecture rooms, libraries, concert halls, meeting rooms etc. This project will solve this problem by using an intelligent jamming device capable of prevent cell phones from operate within a restricted area in Jordan.Communication  jamming  devices  were first  developed  and  used  by  military  forces  to  prevent successful  transport  of  information  between  enemy  forces.  Nowadays,  the  mobile  jammer devices are becoming civilian products rather than military devices. There are two major types of  jammers  non‐intelligent  and  intelligent  jammers.  The  non‐Intelligent  Jammer  is  used  in  a restricted  area  and  it  is  designed  to  block  all  mobile  phones  operate  in  a  certain  frequency bands such as downlink frequency band of global system for mobile communication. This type of jammers is not fit for civilian use and especially for military applications; because it blocks all mobile  phones  present  in  the  restricted  area.  In  addition,  the  system  will  transmit  jamming signals,  whether  there  is  mobile  user  in  that  restricted  area  or  not.    Moreover,  the  non‐intelligent  system  jams  the  whole  downlink  frequency  band  even  though  the  intruder  mobile phone uses only a small portion of the band. The  intelligent  jammer  is  developed  to  solve  the  problems  appearing  in  non‐intelligent jammers;  therefore  this  jammer  is  the  most  powerful  jamming  system  that  can  be  used  by civilians. The intelligent Jammer normally works as a detector. When it detects signaling from  1  
  • 11. the  base  station  to  the  mobile  station,  it  signals  the  base  station  not  to  establish  a communication. This process of detection and interruption of call establishment is done during the interval normally reserved for signaling and hand shaking.    1.1 Objectives The objectives of the project are to design and build an intelligent mobile phone jammer that can fulfill the following requirements.  A. It is capable of selecting and jamming the controller channel in the restricted area.   B. It has an intelligent controller that controls all operations of the jamming system.  C. It consumes less power than the non‐intelligent jammers.  D. It is designed to cover area of 20 m radius.       1.2 Importance  The intelligent mobile phone jammer helps us to silence all mobile phones in quite areas and  thus enforce the respect of people’s privacy.      Some countries prevent the use of jamming systems in civilian places; because it is radiates  the jamming signals at all time that may be effect on human health. The proposed intelligent  system solves this problem by designing a mobile detector which can decide if there is mobile  around or not; to make the jamming system work only at calling.    The system is designed to block only the controller channel not the whole of spectrum as the  non‐intelligent jammers.   2  
  • 12.  1.3 Report Outline This  Report  is  divided  into  seven  chapters;  Chapter  2  will  explain  the  main  structure  of GSM/DCS  system  network  related  to  air  interface  base  transmission  station  (BTS)  and  Base station  center  (BSC).The  disabling  of  the  mobile  communication  systems  (GSM,  DCS)  done  by using  Jamming  techniques  which  explained  in  chapter  3.  Electronic  circuits  and  power  supply will  be  designed  and  simulated  using  advance  design  system  (ADS)  software  package,  these details  shown  in  chapter  4.  The  main  feature  of  this  project  is  to  select  only  the  controller channel and block it only, the technique of knowing this channel will explain in chapter 5. The intelligent jamming system has intelligent controller system consists of PIC Microcontroller and interfacing  ports  these  details  can  be  seen  in  chapter  6.  Finally  the  conclusion  and  future recommendation are given in chapter 7.       3  
  • 13. Chapter      2  GSM/DCS MOBILE COMMUNICATION SYSTEMS 2.1 Introduction To Mobile Telephone Systems The  key  technologies  used  in  cellular  mobile  radio  include  cellular  frequency  reuse1,  analog cellular (1st generation) include  Advanced Mobile Phone Service (AMPS)  was the original analog cellular system in the United States. The frequency bands for the AMPS system are 824 MHz to 849 MHz (uplink)  and  869  MHz  to  894  MHz  (downlink).  After  that  in  first  Generation  the  total  Access Communication  System  (TACS)  was  deployed  with  difference  than  AMPS  in  radio  channel frequency  bandwidth.  Then  the  2nd  generation  was  implemented  includes  Global  System  for Mobile Communication (GSM) that will explain in details later in this chapter, also in the same generation  the  North  American  TDMA  (IS‐136  TDMA)  and  Code  Division  Multiple  Access (CDMA)  was  deployed.  The  development  in  2nd  generation  was  appearing  in  Packet  based digital radio (2.5 generation)  include General Packet Radio Service (GPRS) and Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE).  Finally the CDMA2000 and Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) includes in 3rd generation [1].   In Jordan, there are two types of (GSM), the GSM‐900 and GSM‐1800, the first one is used by Zain  and  Orange  Companies,  and  the  second  one  is  used  by  UMNIAH  Company.  This  system also  called  digital  cellular  network  system  (DCS),  so  that  this  project  is  focusing  only  on  GSM and DCS systems to design our intelligent jamming system.                                                              1   To  conserve  the  limited  amount  of  radio  spectrum  (maximum  number  of  available  radio  channels),  the  cellular  system concept  was  developed.  Cellular  systems  allow  reuse  of  the  same  channel  frequencies  many  times  within  a  geographic coverage area [1].  4  
  • 14.  This  chapter  will  talk  about  the  GSM  architecture;  types  of  channels,  power  sensitivity, frequency bands of the GSM/DCS systems also will talk about the hopping system. 2.2  GSM Architecture GSM  provide  for  voice  and  data  communication  throughout  a  wide  geographic  area.  GSM systems  divide  large  geographic  areas  such  as  Jordan  into  small  radio  areas  (cells)  that  are interconnected  with  each  other  (Microwave  connection).  Each  cell  coverage  area  has  one  or several TRX’s that communicate with mobile telephones within its coverage area.  2.2.1 Base Station Center (BSC) Figure 2.1 shows the architecture of the GSM network, the BSC is the center of different Base Transceiver Stations (BTS’s) the main functions of BSC are to [2]:  • control the handover between its BTS’s.  • switch traffic and signaling to/from the BTS’s and MSC.  • manage the interconnection between BTS’s and MSC.                Figure 2.1: GSM Architecture     5  
  • 15.  2.2.2 BTS Architecture: Each BTS contains from TRX’s called (Radio), each Radio has single frequency. By using TDMA technology we can define 8‐Timeslots in each frequency as shown in Figure 2.2.   Time division                                          fo Frequency Spectrum Figure 2.2: TDMA technology   The arrangement of Radios in BTS is shows in Figure 2.3. The TRX number 0 has Broadcasting controller channel (BCCH) and stand alone controller channel (SDCCH) controller channels. This means that 6‐users can be using TRX0 at the same time.  SDCCH is called SDCCH/8 since it has 8 Time slots to work as immediate assignment.     6  
  • 16.   TRX 2 TRX1 TRX0  SDCCH BCCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH   I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I    >>> To antenna >>> To antenna >>> To antenna     Figure 2.3: General BTS contain 3 TRX’s    2.3 Types of Channels: There are two types of channels; logical and controller channels:  I. Logically Channels (TCH, and PDCH): The traffic Channel (TCH) uses for traffic calls and Packet Data Channel (PDCH) using to transfer Data. Each TCH work in case of Full Rate or Half rate using (Full rate transcending) [2].   II. Controller Channels (SDCCH and BCCH):  A. BCCH: The Broadcast Control Channels are down linking only (BSS to MS) [3]  B. SDCCH (stand alone control channel): sends the immediate assignment to mobile  station to complete call setup procedure [3].     7  
  • 17. 2.4 Power Level Transmitted and Sensitivity: The power transmitted from antenna in tower is ‐47dBm as downlink signal. Minimum power required  from  mobile  to  connect  with  its  BTS  is  ‐110dBm,  and  it’s  different  from  mobile  to mobile due to the different sensitivity of different mobiles antennas.  2.5 Frequency Bands Table  2.1  contains  the  frequency  bands  for  GSM  and  DCS  systems.  To  avoid  the  fractions  in frequency;  the  companies  of  mobile  communication  uses  the  abbreviation  absolute  radio frequency channel number (ARFCN) to define the uplink and downlink frequency at the same time, (see Appendix B).    Table 2.1: GSM systems Frequencies GSM system  Uplink frequency band downlink frequency bandGSM 900  890 ‐ 915 MHz  935 ‐ 960 MHz GSM 900 Extended Band  880 ‐ 915 MHz  925 ‐ 960 MHz DCS 18002  1710 ‐ 1785 MHz  1805 ‐ 1880 MHz   2.6 Frequency Hopping System: Before explaining this technology you must know that the mobile changes its tuned frequency for the following reasons:  1. Due to Level of power transmitting, so its search about frequency has maximum power.  2. Due to interferences, so its search about frequency has minimum interference.                                                              2  DCS1800 digital cellular network at 1800 MHz    8  
  • 18.  The frequency hopping in simple word is a technology of changing tuned frequency of traffic channel due to mobile phone periodically (in each 0.5 Sec). The frequency means: that only TRX’s has only TCH, so the TRX’s have BCCH is not including in Frequency Hopping system [4].     9  
  • 19. Chapter     3  JAMMING  TECHNIQUES After  the  background  information  of  GSM/DCS  systems,  it  does  make  sense  to  have  information  about  the  methods  which  followed  to  jam  the  communication  systems.  In  general,  the  Jamming  is  successful  when  the  jamming  signal  denies  the  communication  Process. This chapter will describe these methods (jamming techniques) in details that based  on two basic ideas: noise mixing and phase changing to obstruct and block the original signal.    3.1 Jamming Strategies:  3.1.1 Noise Strategies:  The  main  idea  here  is  to  insert  additional  noise  in  receivers  which  prevent  these  Rx  from  getting  the  correct  information  from  the  receiving  signal.  Almost  all  the  techniques  which  will be discussed later depend on these strategies [5].     3.1.2 Phase Strategies:  The main idea is to change the phase of signals to prevent the receivers which uses this  phase to receive signal in correct phase.    3.2 Jamming Techniques  3.2.1 Noise Jamming:  The carrier signal is modulated with noise to insert noise into the receiver. By this the  jammer can emit multiple tones, usually; the placement of these tones is based on some  knowledge of the target or targets to be jammed. Noise is used to raise the background  10  
  • 20. noise in the spectrum in which the target system is operating. The bandwidth of the signal  can be as wide as the entire spectrum width used by the target system or much narrower,  occupying only a single channel. These choose makes these kinds of noise jamming [5].    3.2.1.1 Broadband Noise (BBN) Jamming:  Broadband  noise  (BBN)  jamming  places  noise  energy  across  the  entire  width  of  the  frequency  spectrum  used  by  the  target  system  radios.  It  is  also  called  full  band  or  barrage  jamming. This type of jamming is useful against all forms of target system communications. It  is generally useful for coverage an area for screening purposes as well [5].  The  limitation  of  this  jamming  that  is  result  in  low  jo  (jamming  signal  power)  and  this  low  power  is  spread  very  wide.  The  BBN  can  effect  on  synchronization  as  Fast  Frequency  Hopping (FHSS) which typically need resynchronize on every transmission attempt [5].    The synchronization consists of aligning the time epoch of the transmitter at the receiver and  aligning the PN code sequence. The later causes the receiver to hop to the same frequencies  as the transmitter, while the former insures that these hops occur at the same time.  If the  receiver  is  precluded  from  synchronization  with  the  transmitter  then  communication  is  denied.  The BBN jamming raises the background noise levels and can be used to attack the  synchronization process. Possible BBN jamming spectrum is shown in Figure 3.1 (b)  3.2.1.2 Partial‐Band Noise (PBN) Jamming:  PBN  jamming  places  noise‐jamming  energy  across  multiple,  but  not  all  channels  in  the  spectrum used by the targets [5].  These channels may or not may be contiguous. Possible  PBN jamming spectrum is shown in Figure 3.1 (C, d)    11  
  • 21. 3.2.1.3 Narrowband Noise (NBN) Jamming:  NBN  jamming  places  all  the  jamming  energy  in  a  single  channel.  The  bandwidth  of  this  energy injection could be the whole width of the channel or it could be only the data signal  width or the complementary signal width [5].   Possible NBN jamming spectrum in Figure 3.1 (e)  3.2.2 Tone Jamming:  In tone jamming, one or more jammer tones are strategically placed in the spectrum. Where  they  are  placed  and  their  number  affects  the  jamming  performance.  There  is  two  type  of  tone jamming [5]:  A. Single tone jamming where signal tunes are placed where it’s needed.  B. Multi tone jamming distributes the jammer power among several tones.  The  phase  of  the  jammer  tone  relative  to  the  target  signal  can  be  important  parameter,  when there is a single tone jamming signal its well be either at the mark or space frequency.  If its at the mark frequency, then the phase can present a problem when the jammer tone is  sufficiently out of phase with the symbol signal. If its at the space frequency, then if the JSR  is large enough the symbol is jammed independent of the phase relationship [5].  It’s still need to mention that the single tone is suitable for direct sequence spread spectrum  (DSS), but not for the changing frequency system like FHSS, however the multi tone jamming  can deal with the FHSS.  Possible single‐tone jamming spectrum is shown in Figure 3.1 (f) and  g‐MT in (g).    3.2.3 Swept Jamming:  In  swept  jamming  a  relatively  narrowband  signal  which  could  be  as narrow  tone  but  more  often PBN signal, is swept or scanned in time across the frequency band of interest. At any  instant in time, the jammer is centered on a narrow region around this frequency. However,  since  the  signal  is  swept,  abroad  range  of  frequencies  can  be  jammed  in  a  short  period.  When  implemented  digitally,  for  example,  the  jammer  may  spend  100µs  at  any  one  frequency before moving on to the next band to be jammed. Normally these bands would be  12  
  • 22. consecutive but have not to be, the bands could actually be selected randomally with digital  synthesizer  generating  the  jamming  waveform.  In  this  way,  this  jammer  could  cover  the  whole 30 to 90 MHZ band in about 240 ms; here the full power of the jammer is employed at  each  dwell  bandwidth.  Its  possible  to  avoid  certain  bands  that  might be  in  use  by  friendly  forces. This is true only when the timing is tailored to the target receiver so that the jamming  signal is present at the receiver for an adequate dwell time. By sweeping the jamming wave  form over a whole range of spectrum, then the jammer is ensure to jam at the entire set of  hop  frequencies.  Timing  is  important  here,  the  sweeping  must  be  fast  enough  to  that  the  whole band is covered in a sufficiently short period or hops will occur for which no jamming  signal is present. For example to cover the 60 MHZ in the low VHF range 10 times per second  requires a sweep rate of 600 MHZ per second [5].     3.2.4 Pulse Jamming:  This technique is similar in concept to partial band noise jamming. Pulse jamming can have  lower average power than some of other jamming techniques discussed here, and be just as  more effective. The duty cycle determines the relationship between the average power and  peak  power.  The  jamming  effects  depend  on  the  peak  power  and  how  often  that  signal  returns to the receiver [5].    3.2.5 Follower Jamming:  This Jammer attempts to locate the frequency to which the frequency hopping transmitter is  sent, to identify the signal as the one of interest (the target), and jam at the new frequency.  This jamming waveform could be in the form of tones or it could modulate the tones with,  say, noise using FM modulation. Follower jamming is also referred to as responsive jamming,  repeater jamming, and repeater back jamming [5].     13  
  • 23.                    Amplitude  (a) Frequency  Amplitude  (b) Frequency  Amplitude    (c) Frequency Amplitude    (d) Frequency Amplitude    (e) Frequency Amplitude       (f) Frequency   Amplitude     (g) Frequency Figure 3.1: a‐channelized spectrum, b‐full band jamming, c‐ contiguous partial band jamming d‐ Non d contiguous partial band jamming, e – narrowband noise jamming, f –single tone  jamming, and g‐MT jamming  14  
  • 24. 3.2.6 Smart Jamming   This  category  of  jamming  techniques  attempts  to  disrupt  portions  of  digital  signals  only,  selecting only those portions necessary to deny communications, if possible.             Figure 3.2: General block diagram for intelligent jamming system   To describe the system in a block diagram shown in Figure 3.2, lets discuss two cases: First  case, the GSM Scanner and Power detector Systems detects a mobile phone in the restricted  area  and  gives  information  to  computer  about  the  frequency  used  by  mobile  phone,  and  then the computer gives the circuit interface system an instruction to prepare the jamming  system to block the mobile phone. Second case, when the GSM scanner and power detector  systems  are  not  detecting  mobile  phone  in  the  restricted  area  for  a  time  specified  in  computer, the computer gives the circuit interface an instruction to shift the jamming system  into standby mode.     15  
  • 25. Chapter      4  METHODOLOGY AND ELECTRONIC  CIRCUITS IMPLEMENTATION The deep view inside the system will show each stage and the circuits in details. This chapter  will  talk  about  the  Methodology  to  build  the    jamming  system  from  the  electronic  point  of  view  and  it  will  explain  clearly  the  main  function  of  each  single  circuit  and  its  theoretical  information  also  this  chapter  contains  analysis  and  design  for  each  circuit  by  using  the  advance design system software package such as mixer, noise generator….etc.    4.1 Methodology  To  build  this  project;  the  system  must  be  divided  into  two  phases;  the  first  phase  as  the  jamming  system  and  the  second  one  is  to  control  the  jamming  system  to  be  an  intelligent  jamming  system.  These  subsystems  and  stages  are  coming  from  different  functions  of  each  small  component,  so  let’s  discuss  the purpose  of  each  stage  by  explaining  the  operation  of  the system.    The main purpose of the overall system is to disable or block mobile phones in the restricted  area. As shown in Figure 4.1 the intelligent jamming system is designed to work as detector,  where  the  Mobile  detector  are  detect  the  RF  signals  from  mobile  and  supply  the  PIC  microcontroller by the required information to check if there is mobile phone around or not.  The  synthesizer  then  will  be  enabled  by  PIC  to  block  the  desired  frequency.  The  desired  frequency  here  means  the  controller  channel  that  can  be  detected  using  TEMS  pocket  that  will be explained later in chapter six.    16  
  • 26. The jamming system will produce the jamming signal by mixing the noise with intermediate  frequency  and  then  modulate  into  UHF  (Ultra  High  Frequency)  range  for  mobile  communication system as single side band (SSB). The switching system will choose the mobile  communication  system  to  jam  (GSM  or  DCS).  Finally  the  signal  must  be  amplified  to  be  propagated.    The design of any stage of the system is depends on the characteristics of the problem. In this  design of the project is supported by the Agilent technology software package called ADS and  other tools using to program the intelligent controller such as PIC microcontroller.        Figure 4.1: Mobile phone intelligent jamming system block diagram     17  
  • 27.   This project can be implemented in two phases; the first one is the Design and Simulation by  Using ADS. As shown in Figure 4.1 the jamming system is characterized by the intermediate  frequency  (IF)  stage,  radio  frequency  (RF)  stage,  and  Transmission  stage.  Also  signal  processing in order to select control Channels is done by TEMS pocket software.  The UHF modulation, in order to modulate the signal to be transmitted is shown in Figure 4.1  as  IQ  modulator.  Finally  the  transmission  stage  is  required  to  propagate  the  signal  through  antenna.      4.2 Mobile Detector  Proceeding from the intelligently of the project it is important to find or design a circuit that  can detect calling process and give a warning to the control system to shift the jamming into  power  on  mode.  This  section  has  a  brief  description  about  the  calling  detector  circuit,  its  components and the testing results.    This circuit3 is shown in Figure 4.2 can sense the presence of an activated mobile phone from  a distance of one and half (1.5) meter. It can detect the incoming and outgoing calls, SMS and  video transmission even if the mobile phone is kept in the silent mode. At the moment the  bug detects RF transmission signal from an activated mobile phone, it starts sounding a beep  alarm and the LED blinks. The alarm continues until the signal transmission ceases.    The circuit as shown in Figure 4.2 consists of four main stages   1. Capturing RF transmission stage.  2. Current to voltage converter  3. Trigger stage  4. Timer stage                                                               3  D. MOHAN KUMAR, “Mobile Bug”, Electronics for you magazine, 2008  18  
  • 28.                           Figure 4.2: Mobile detector  Capturing RF transmission stage This stage can capture all frequencies in the mobile communication spectrum from 0.9 to 3 GHz with  a  wavelength  of  3.3  to  10  cm.  To  do  the  detection  job  this  stage  uses  a  0.22μF  disk capacitor  (C3),  this  capacitor  stores  energy  and  transfers  the  stored  energy  in  the  form  of minute current to the inputs of the stage of current to voltage converting.  Current to Voltage converter Stage The  aim  of  this  stage  is  to  convert  the  minute  current  from  the  previous  stage  into  the corresponding output voltage by using a current to voltage convertor (CA3130).  Trigger stage This stage used to trigger the timer stage and provide an Invisible alert about the transmission mobile data occurrence this trigger used a monostable timer (NE555).    19  
  • 29. 4.3 IF Stage  4.3.1 Triangular Wave Generator:  Figure 4.3 shows the triangular wave generator circuit [6], it is containing two stages the first  is the Schmitt trigger that generates square wave and the other is the integrator circuit that  integrate the square wave to the triangle wave.  The triangular wave oscillator is composed of  the Schmitt circuit and the integration circuit.  (The value of frequency generated from this circuit depends on the ratio of the resistors R2  and R3).  In  this  project  the  period  of  Triangle  wave  required  to  block  GSM  system  is  defined  as  following:  T = .577 msec × 2 =1.154 msec   Where: .577msec is the time of each time slot.                       Figure 4.3: Triangle wave Generator                 20  
  • 30.          Figure 4.4: Square wave from Point A                       Figure 4.5: Triangular wave from Point B                           Figure 4.6: Practical Triangle Signal   21  
  • 31.   4.3.2 Noise Generator:  In this project the jamming system needs a certain type of noise to cover a portion band of  spectrum,  so  the  most  applicable  type  of  noise  in  this  case  is  the  white  noise.  The  noise  in  general can be defined as a Random movement of charges or charge carriers in an electronic  device generates current and voltage that vary randomly with time [7].     4.3.2.1 White Noise  White noise is a random signal (or process) with a flat power spectral density. In other words,  the  signals  power  spectral  density  has  equal  power  in  any  band,  at  any  centre  frequency,  having a given bandwidth. White noise is considered analogous to white light which contains  all  frequencies  [7].  An  infinite‐bandwidth,  white  noise  signal  is  purely  a  theoretical  construction. By having power at all frequencies, the total power of such a signal is infinite. In  practice, a signal can be "white" with a flat spectrum over a defined frequency band [7].    The requirements are to find a circuit which generates a white noise. The circuit as shown in  Figure 4.7 will generate the noise required for the jamming system.    Figure 4.7: Noise Oscillator  22  
  • 32. 4.3.2.2 Amplifier Stage  To amplify the noise generated by the previous circuit; the two stages of amplification in  Figure 5.7 is used.        Figure 4.8: Amplifier Stages to Amplify the Noise   The capacitor C4 is just for blocking DC. The value of the resistor forms the none‐inverting  Amplifier and its gain is given by (1+ R/R2). The noise waveform is shown in Figure 4.9 and  4.10.       Figure 4.9: Output Noise waveform    23  
  • 33.           Figure 4.10: Practical Output Noise    4.3.3 Mixer:  Mixer is a nonlinear circuit that combines two signals in such away to produce the sum and  difference of the two input frequencies at the output [8].    4.3.3.1 Transistor Mixer:  In  this  project  the  mixer  uses  FET  transistor;  scince  it’s  a  low  noise  device  and  fast  in  response,  so  its  efficient  device  in  this  case.  The  FET  Circuit  illustrates  the  technique  of  summing the two input signal at a single input terminal (both IN1 and IN2 are applied to the  gate) [8]. FETs can be used in mixers in both active and passive modes.    There are different types of mixers and different techniques; in this project the mixer uses the  simple summer circuit contains from just one dual OPAMP (TL082) as shown Figure 4.12 [6].  TL082 OP‐AMP as shown in Figure 4.11 is a high speed J–FET input dual operational amplifiers  incorporating  well  matched,  high  voltage  J–FET  and  bipolar  transistors  in  a  monolithic  integrated circuit. The devices feature high slew rates, low input bias and offset current, and  low offset voltage temperature coefficient.      24  
  • 34.                 Figure 4.11: TL082 J‐FET OPAMP                     Figure 4.12: OPAMP Mixer           Figure 4.13: Practical Mixed waveform   25  
  • 35.     4.3.4 Voltage Control Oscillator:  In this project the voltage control oscillator is used to generate a portion of modulated signal  from  2  kHz  ‐  310  kHz,  bandwidth  200  kHz  as  the  GSM  mobile  communication  channel  bandwidth.    4.3.4.1 Oscillator Performance Parameter:  Frequency  tuning  range  is  one  of  the  most  fundamental  tradeoffs  in  an  oscillator. The  Q  factor  of  the  resonator  sets  the  noise  performance  of  the  oscillator.  In  general,  the  more  tunable an oscillator is the lower the Q of the resonator [9].    Any  amplifier can be made to oscillate  if a portion of the output is fed back to  the input in  such  away  the  (Barkhausen  Criteria)  Figure  4.14  shows  the  basic  block  diagram  to  any  oscillator [8]. The two conditions must be satisfied to be oscillator to oscillate [8]:  A. AB = 1  B. 2       A          B    Figure 4.14: Basic Oscillator     26  
  • 36. The  MAX038  as  shown  in  Figure  4.15  is  a  high‐frequency,  precision  function  generator  producing  accurate,  high‐frequency  triangle,  sawtooth,  sine,  square,  and  pulse  waveforms  with  a  minimum  of  external  components.  The  output  frequency  can  be  controlled  over  a  frequency range of 0.1Hz to 20MHz.  The output of the mixer in entered to MAX038 from IN pin within series Resistor to convert  the voltage into current. CF changed to 1 nF also the output is sin wave so Ao = logic 1 and A1  = logic 1.                          Figure 4.15: MAX038 function    generator                   27  
  • 37. The voltage controlled oscillator configuration is shown in Figure 4.16 [10].            Figure 4.16: MAX038 Voltage controlled oscillator           Figure 4.17: Transient simulation for Voltage controlled oscillator output    28  
  • 38.        Figure 4.18: Practical VCO output waveform   4.4 RF Stage  4.4.1 Synthesizer   It’s a device which is used as a tunable oscillator. The ADF4156 is shown in Figure 4.19 and  4.20 is a 6 GHz fractional‐N frequency synthesizer that implements local oscillators in the up  and down conversions sections of wireless receivers and transmitters.        Figure 4.19: (AD4156) Sigma‐Delta Fractional‐N Synthesizer 29  
  • 39.   Figure 4.20: ADF4157 Frequency Synthesizer      The following equation governs how the synthesizer should be programmed [11]:   FRAC RFOUT N FPFD   225 Where:   RFOUT is the RF frequency output.   N is the integer division factor.   FRAC is the fractionality.     This IC has Evaluation kit to configure the interfacing with the computer and to provide the  synthesizer the Reference frequency as shown in Figure 4.21 [11].                30  
  • 40.                             Figure 4.21: EVAL KIT for Synthesizer   4.4.2 RF Mixer  As  mentioned  before;  the  jamming  signal  must  have  the  same  frequency  of  the  controller  channel with bandwidth equal to (200KHz) provided from VCO in the IF stage, so you need to  carry this baseband on a suitable carrier which have the frequency of controller channel; to  do this its useful to use the RF Mixer as shown in figure 4.22.                    Figure 4.22: RF Mixer 31  
  • 41. RF Mixer is shown in Figure 4.22 [12] is used to produce a modulated signal mixed with noise.  The carrier frequency will be fed to the modulator by the synthesizer, and the baseband from  the VCO in IF stage. The introducing of Double sideband (DSB) signal can be done by feeding  the IF signal from I terminal and carrier from LO terminal [13].      4.4.3 Power Splitter  After the signal mixed with carrier frequency and become in UHF range, the second step is to  amplify  the  signal  to  be  transmitted.  The  transmission  stage  has  two  branches;  900  MHz  branch  and  1800  MHz  branch,  so  to  divide  the  common  signal  between  two  branches;  the  splitting process will be used.    4.4.3.1 Power Splitter:   Splitters are used extensively in wireless signal distribution networks, to split the base station  transmitted signal, Tx, into many different paths to reach multiple antennas, and at the same  time to transmit  the signals  received by  the antennas,  Rx, back to the base station  receiver  [14].              Figure 4.23: Wilkinson Power Splitter 32  
  • 42. Wilkinson  Splitters  is  shown  in  Figure  4.23  for  microwave  frequencies  generally  use  a  microstrip design. They consist of a pair of quarter wave (λ/4) transmission line sections with  characteristic  impedance  of  70.7Ω  which  are  series  terminated  at  the  output  with  a  100Ω  resistor [14].  The design of power splitter using AutoCAD is shown in Figure 4.24.  Figure 4.24: Power Splitter design       33  
  • 43. In this project because of problems to build the RF circuits PCB’s we use the RF Power Splitter  module as shown in figure 4.25.                Figure 4.25: RF Power Splitter   4.4.4 Power Amplifier  First let’s calculate the minimum power required to block the GSM‐900 and DCS (Jr):   For GSM‐900 the minimum signal to noise ratio (SNR min=9 dB) and maximum signal power (S  MAX =‐15dBm) [16].    Now , so Jr (dB) =‐15 ‐ 9=‐24dBm. To cover area of 20 meter radius; the free  space power loss (FSPL) should be calculated as follow:  FSPL=20log   [17].   Where:  R and  in meter  For 960MHz     0.3125 m, substituting in FSPL equation gives:  FSPL= 58 dB, then Jr=‐24 + 58 = 34dBm.    For DCS:  SNR min=9 dB and S MAX = ‐23dBm [16].  Repeating the calculation with f = 1880 gives:  Jr = ‐32 + 63.9 = 31.9dBm.  To meet this power we need a power amplifier.  34  
  • 44.   4.4.4.1 Power Amplifier DCS‐1800  It’s  a  power  amplifier  which  can  be  used  to  give  the  sufficient  power  for  jamming  signal  in  range  of  DCS  downlink  frequency  (1805  ‐  1880  MHz).  This  power  amplifier  can  give  33dBm  maximum power. The Figure 4.26 shows the power amplifier module from RFbayinc [18].                          Figure 4.26: MPA 19‐20 Power Amplifier           But the power coming from synthesizer is not sufficient to be amplified to 33dBm as shown in  figure 4.27 to get 33dBm output; the input power must be from (10‐15)dBm; so the RF  Amplifier MRA‐2000 is used to amplify the input signal from 0 to 10dBm.      Figure 4.27: Output Power with respect to Input Power 35  
  • 45. 4.4.4.2 Power Amplifier GSM‐900  This power amplifier is suitable for GSM‐900 downlink frequency (925‐960MHz). This power  amplifier  can  give  34dBm  maximum  power.  The  Figure  4.28  shows  the  power  amplifier  module from RFbayinc [19]. In this power amplifier there is no need to amplify the signal fed  from synthesizer because it is sufficient to get the desired output power.                      Figure 4.28: MPA‐0925 Power Amplifier 4.4.5 Antenna  The  final  stage  in  any  Transmitter  communication  system  is  the  Antenna,  in  this  project  of  intelligent jamming system for GSM, needs to antenna works in frequency of GSM and DCS  systems  as  explained  in  chapter  2.  The  antenna  has  shown  in  Figure  4.30  support  multiple  mobile systems like [AMPS, GSM, DCS, PCS and UMTS]. The radiation pattern of this antenna  is omni with vertical polarization also has 2dBi gain [20].                    Figure 4.29: Antenna 36  
  • 46.   4.4.6 PCB Boards Layouts  By using PCB (Printed circuit board) program to draw the layout of the circuit in this project  like [IF stage, Power Amplifiers for 900 and 1800, Power splitter, Mobile detector ver.1 and  ver.2] as follow:                               Figure 4.30: IF Stage PCB     37  
  • 47.                     Figure 4.31: Mobile detector Ver.1 Figure 4.32: Mobile detector Ver.2 38  
  • 48. 4.4.7 Power Supply  The main operator of the jamming system from the electricity point of view is the electrical  power  because  it  will  bias  and  feed  each  stage  in  the  system.  This  section  will  explain  the  relationship between the power supply and other stages in the system.    In general the power supply consists of transformation, rectification. Filtration and regulation  as shown in the Figure 4.36 [6]:      Power supply  To VCO    Input  To voltage  Transformer   Rectifier Filter Regulator  Oscillator    To noise    circuit   Figure 4.33: Block diagram to power supply The Figure 4.36 shows the general power supply circuit that can be explained each of them  as follow:  1. The transformer is used to step down the input voltage from 220 to the desired values.  2. The rectifier stage is used to convert the signal from AC to DC.   3. Filter is used to reduce the ripple of voltage that results from rectifier stage.  4. The regulator is used for safety and to ensure a fixed voltage across a certain load in the  circuits  in  case  the  input  values  or  the  load  are  changed  so  it  have  the  concept  of  the  zener diode principle. As example on the regulators L200 IC with high voltage.              39   
  • 49. 4.4.7.1 The Operation of Power Supply   There are two ways to supply the system with required voltages:    1. Using  AC  to  DC  power  supply,  which  gives  directly  the  wanted  values,  for  example  the  power  supply  of  the  PC  which  has  a  complex  arrangement  of  electrical  components,  including diodes, capacitors and transformers, this special power supply is called switched  mode  power  supply  (SMPS),  the  switching  process  is  to  convert  the  current  frequency  from  50  Hz  to  higher  frequency;  to  reduce  the  ripple  that  inversely  proportional  to  frequency. Their outputs are: 3.3, 5, 9, 12 and ‐5, ‐9, ‐12. This method is not used in this  project because the system needs to 28 V.    2. Building a power supply from transformer, bridge rectifier, and regulators. In this method  the  center  tap  transformer  step  down  from  220  to  30  is  used,  then  connects  a  bridge  rectifier like KBPC3510 with two capacitors to get DC signal.    4.4.7.2 Power Supply PCB layout      40  
  • 50. Chapter     5  TEMS POCKET AND PC  SOFTWARE 5.1  TEMS Pocket  In  this  project  as  intelligent  mobile  jamming,  the  most  important  feature  of  this  system  is  simplified in simple worlds as how to know the controller channel frequency in the neighbor  base  stations  to  block  it  only.  The  manually  method  to  measure  the  frequency  of  the  controller channel which needs more than one heavy equipments like spectrum analyzer and  antenna  adapter  also  need  someone  has  experience  in  mobile  communication  specially  in  GSM system, so the TEMS Pocket is an optimum solution to this case.    TEMS  Pocket  is  a  basic  mobile  network  diagnostics  tool  built  into  an  Ericsson  T610  GPRS  mobile  station.  TEMS  Pocket  is  suitable  for  day‐to‐day  verification,  maintenance  and  troubleshooting of mobile networks but is also handy for many cell planning tasks [21].    The  interface  of  TEMS  pocket  have  a  number  of  parameters  not  all  these  parameters  is  important in this project see Figure 5.1.              Figure 5.1: TEMS pocket interface   41  
  • 51. 5.2  Synthesizer Software  The  synthesizer  ADF4157  receive  the  fraction  digital  numbers  from  software  based  in  PC  computer via parallel port. This software is programmed from Analog Devices Company.  Let’s discuss this software with pictures from its interface as follow:  Figure 5.2: Main screen of synthesizer program Figure 5.2 shows the main screen in ADF4157 Software, that can be send the fractional in  registers via parallel port when press in “Update All RF Register”.      42  
  • 52. Figure 5.3: RF output frequency screen   As  shown  in  Figure  5.3  the  output  frequency  in  VCO  can  be  changed  and  then  press  the  “Update R0 and R1” button, other feature can be changed like step size and ref. division.     43  
  • 53.     Chapter   6  PIC MICROCONTROLLER AND  COMPUTER PORTSThe intelligent system needs to be under control and to have a specific output according to a specific  input.  One  of  the  most  important  digital  controllers  is  the  PIC  microcontroller  that stands for “Programmable Interface Controller”. This chapter will talk about the PIC types and the related assembly codes. Also it will determine which one to be used in this project.      6.1 The PIC Microcontroller PIC  is  a  family  of  microcontrollers  made  by  Microchip  Technology.  The  original  one  was  the PIC1650  developed  by  General  Instruments.  This  device  was  called  PIC  for  “Programmable Intelligent Computer” although it is now associated with “Programmable Interface Controller” Instead they prefer the brand name PICMicro. Popular wisdom relates that PIC is a registered brand in Germany and Microchip is unable to use it internationally [22].   6.1.1 PIC Families: There are three families of PICMicro:  1. Baseline PIC Family  2. Mid‐range PIC Family  3. High‐Performance PIC Family   44  
  • 54.  6.1.2 PIC Pin Mapping: Figure 6.1 is a topview of the PIC IC chip, also the name and function of each pin is tabulated in Table 6.1. Table 6.1: PIC Pin Mapping Pin Number  Pin Name  Function  1  Port A  Bidirectional pin I/O  2  Port A  Bidirectional pin I/O  Bidirectional pin I/O, TOCK1 which  3  Port A  functions as a timer  4  MCLR  Reset System (0 to active) 5  VSS  0 Volt (GND)  6  Port B  Bidirectional pin I/O, Interrupt input  7  Port B  Bidirectional pin I/O  8  Port B  Bidirectional pin I/O  9  Port B  Bidirectional pin I/O  10  Port B  Bidirectional pin I/O  11  Port B  Bidirectional pin I/O  12  Port B  Bidirectional pin I/O  13  Port B  Bidirectional pin I/O  14  VDD  +5 Volt (biasing)  15  OSC2  Crystal Terminal (Oscillator)  16  OSC1  Crystal Terminal (Oscillator)  17  Port A  Bidirectional pin I/O  Figure 6.1: PIC Micro Controller 18  Port A  Bidirectional pin I/O   6.1.3 Synthesizer‐Mobile Detector Controlling System PIC  microcontroller  can  be  programmed  using  Assembly  or  C  language.  In  this  project  the program is using C language because it’s easy to understand and implement, (see Appendix C) that  contains  the  PIC  program  instruction  set.  In  Figure  6.3  shows  the  flow  chart  of  PIC microcontroller to control the Mobile detector cyclic check sensing. This program performed to check the logic level coming from mobile detector. If the logic level input to PIC terminals is high the PIC will give a low logic level to enable the synthesizer and vice versa. The calling detector provides trigger that indicates about there is a mobile phone in the restricted area or not as shown in Figure 6.2.   45  
  • 55. The Schmitt trigger converts the level of pluses into suitable level to PIC, and then the PIC will decide the output logic as following state in Table 6.1: Table 6.2: PIC Logic state  INPUT  OUTPUT EN’  1  0  0  1   The  PIC  microcontroller  still  provides  EN’  logic  (0)  after  he  gets  a  logic  (1)  from  the  calling detector for a short time specified in the PIC code; in this case the program adjusted to provide the EN’ logic for 20msec. then the PIC automatically gives a logic (1) to disable the jamming and shift the system into standby mode see flowchart in Figure 6.3.             Figure 6.2: Standby controlling block diagram             46  
  • 56.             Figure 6.3: PIC flow chart program  47  
  • 57. 6.2 Computer Ports Interfacing Ports  are  used  to  make  a  connection  between  PC  and  the  external  devices  this  connection (interface) is called input‐output ports. There are two types of ports the first one is serial port and  the  second  is  parallel  ports,  in  this  project  the  parallel  port  is  used  to  interface  the synthesizer.  6.2.1 Parallel Ports   The parallel interfacing is the most commonly used for interfacing with many devices including microcontroller  unit  (MCU),  microprocessor  unit  (MPU)  and  peripheral  devices.  The  main property that differs the parallel interfacing from another type of interfacing is that a number of bit (not equal one) can be transmitted or received at the same time. Parallel port in the PC is one of devices that use parallel interfacing; Figure 6.4 shows that this port is composed of eight data line, four control lines and five status lines [23].             Figure 6.4: Parallel port pin names The output of parallel port is normally transistor logic (TTL) logic voltage levels. The pins in the parallel port can be sink or source of current which varies from port to port. Most parallel ports  48  
  • 58. implemented in ASIC, can sink and source around 12mA, Sink/Source 6mA, Source 12mA/Sink 20mA, Sink 16mA/Source 4mA, and Sink/Source 12mA.      49  
  • 59. Chapter    7    CONCLUSIONS AND FUTURE  RECOMMENDATIONS     7.1 Conclusions  This  project  is  designed  to  be  an  intelligent  jamming  system  for  GSM‐900  and  DCS‐1800  systems with an ability to be controlled by computer and to have a standby mode.    The  main  stages  in  the system  are completed  successfully;  such  as  the  IF  stage,  and  the  RF  stage components are imported and it will be implemented on printed circuit board (PCB) in  the earlier future.     The  main  problems  were  in  RF  stage,  because  the  dealing  with  the  high  frequency  signal  needs special components such as surface mount (SMD) capacitors and resisters, also the PCB  needs microstrip lines, so the problems appear in matching the stages with each other; where  sometimes a power attenuator between two stages was needed.    The coverage area of the calling detector was not sufficient; so an in improvement must be  done to give the needed coverage.    There is a problem appears in determining the controller channel that may be changes due to  power  level,  so  the  system  must  be  configured  to  block  the  controller  channel  with  its  neighbors.  50  
  • 60.     This  signal  must  have  an  essential  level  of  power  equal  to  34dBm  to  satisfy  the  jamming  condition.     7.2 Future Recommendations  Until this point the present work suffered from the carrier system “Synthesizer”, there is no a  ready evaluation Kit provide frequency from 900‐1900 MHz. in future to improve and develop  this project it is recommended to explore  the following ideas:   1. Study and learn the fabrication procedures of the RF PCB circuit or find an alternative  method  to  build  frequency  synthesizer.  In  addition  find  the  required  equipments  to  build the RF PCB’s.  2. Design  and  implement  a  microprocessor  system  to  control  the  frequency  synthesizer  directly without the PC.  3. Rebuild and arrange the system package in such a way to minimize the overall system  size.   4. Improve the calling detector range to detect the mobiles in wider area.  5. Research  about  the  ability  to  jam  specific  calls  and  allows  other  important  calls  like  emergency numbers to pass.   51  
  • 61. I   References  [1]:  LAWRENCE HARTE AND DAVID BOWLER, “Introduction To Mobile Telephone Systems  Wireless Technologies And Services”, 2004.  [2]:  MOTOROLA, Introduction to digital cellular, for training professional only. 2001  [3]:  HUAWEI Co., “UMNIAH Company Manuals”. [4]:  ERICSSON, “open information user descriptions about frequency hopping”.  [5]:  RICHARD A.POISEL, “Modern Communications Jamming Principles and Techniques”,  ARTECH House, 2004.  [6]:  DONALD A. NEAMEN, “Electronic Circuit Analysis and Design”, john Willey, 2nd edition.   [7]:  Devendra K.Misra, “Radio frequency and Microwave communication Circuit Analysis and  Design”.   [8]:  Joseph J. Carr, “Secrets of RF Circuit Design”, 2nd edition  [9]:  JASON BREITBARTH B.S. Electrical Engineering, “OCTAVE TUNING, HIGH FREQUENCY  VARACTOR OSCILLATOR DESIGN”,Oregon State University, 1997.  [10]:  MAXIM 038, “High‐Frequency Waveform Generator data sheet”, 2007  [11]:  Analog devices ADF4157,”6 GHz Fractional‐N Frequency Synthesizer data sheet”, 2006 [12]:  Rfbayinc Products, “MXR‐20 RF Mixer” [13]:  B.P.Lathi, “Modern digital and analog communication Systems”, 3rd edition  [14]:  MICROLAB/FXR, “choosing splitter”, A Wireless Telecom Group Company  [15]:  NEC devices PG2214TB, “GaAs INTEGRATED CIRCUIT SPDT Switch”  [16]:  Horst Fischer, Frank Henkel, Michael Engels, Peter Waldow,” UMTS/GSM MULTI MODE  RECEIVER DESIGN”, IMST GmbH, Carl‐Friedrich‐Gauss‐Str. 2, 47475 Kamp‐Lintfort,  Germany  [17]:  Glover and Grant, “Digital Communications”, 2nd edition [18]:  Rfbayinc Products, “MPA‐19‐20 Power Amplifier”  [19]:  Rfbayinc Products, “MPA‐0925 Power Amplifier” 
  • 62. II   [20]:  Nearson Antennas, “Multiple Band Swivel Antenna”, 2007  [21]:  Ericson TEMS, “TEMS Pocket GSM T68i user manual”, 2003  [22]:  A. Salhot, Abdallah, “PICMicro MCU microcontroller Programming”, 2006 Amman  [23]:  Dhananjay, “Programming the Parallel Port”, 1998    
  • 63. 1    APPENDIX A  Lists of GSM abbreviations  A  ARFCN Absolute Radio Frequency Channel Number: An integer which defines the absolute RF  channel number  AUC Authentication Centre: A GSM network entity which provides the functionality for verifying the  identity of an MS when requested by the system often a part of the HLR.    B  BC broadcast control   BCCH broadcast control channel   BS base station   BSC base station controller   BSS base station system   BTS base transceiver station     C  CA Cell Allocation: The radio frequency channels allocated to a particular cell    D  DCS1800 digital cellular network at 1800 MHz     E  EIR equipment identity register   EGSM900 Extended GSM900    F  FDMA frequency division multiple access  FH frequency hopping  
  • 64. 2    APPENDIX A  G  GPRS general packet radio service   GSM global system for mobile communications  GSM MS GSM mobile station    H  HLR home location register   HR Half rate: Refers to a type of data channel that will double the current GSM air interface capacity  to 16 simultaneous calls per carrier (see also FR – Full Rate).    I  IMSI International Mobile Subscriber Identity Published mobile number (prior to ISDN) (see also  MSISDN) that uniquely identifies the subscription. It can serve as a key to derive subscriber  information such as directory number(s) from the HLR.  L  LR location registration  LAPDm Link Access Protocol on the Dm channel    M  MS mobile station   MSC mobile switching centre   Multiframe Two types of multiframe are defined in the system: a 26-frame multiframe with a period of 120 ms and a 51-frame multiframe with a period of 3060/13 msec   O  OMC Operations and Maintenance Centre the OMC node of the GSM TMN provides dynamic O&M  monitoring and control of the PLMN nodes operating in the geographical area controlled by the  specific OMC.   
  • 65. 3    APPENDIX A  P  PIN personal identification number   PSTN public switched telephone network   Pegging modifying a statistical value    R  RACH random access channel     S  SDCCH stand alone control channel    T  TDMA time division multiple access  TA Time Advance  TCH Traffic Channel GSM logical channels which carry either encoded speech or user data  Timeslot the multiplex subdivision in which voice and signaling bits are sent over the air. Each RF  carrier is divided into 8 timeslots  TRX Transceiver    V  VLR visitor location register  
  • 66. 1    APPENDIX B  Compare between ARFCN and frequency  GSM 900 (P‐GSM):  Channel Number Uplink frequency Downlink frequency ARFCN (MHz) (MHz) 0 890 935 1 890.2 935.2 2 890.4 935.4 3 890.6 935.6 4 890.8 935.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 905 950 76 905.2 950.2 77 905.4 950.4 78 905.6 950.6 79 905.8 950.8 108 911.6 956.6 109 911.8 956.8 110 912 957 111 912.2 957.2 112 912.4 957.4 113 912.6 957.6 114 912.8 957.8 115 913 958 116 913.2 958.2 117 913.4 958.4 118 913.6 958.6 119 913.8 958.8 120 914 959 121 914.2 959.2 122 914.4 959.4 123 914.6 959.6 124 914.8 959.8      
  • 67. 2    APPENDIX B  GSM 900 (E‐GSM)  Channel Number Uplink frequency Downlink frequency ARFCN (MHz) (MHz) 974 880 925 975 880.2 925.2 976 880.4 925.4 977 880.6 925.6 978 880.8 925.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016 888.4 933.4 1017 888.6 933.6 1018 888.8 933.8 1019 889 934 1020 889.2 934.2 1021 889.4 934.4 1022 889.6 934.6 1023 889.8 934.8     DCS 1800  Channel Number Uplink frequency Downlink frequency ARFCN (MHz) (MHz) 511 1710 1805 512 1710.2 1805.2 513 1710.4 1805.4 514 1710.6 1805.6 515 1710.8 1805.8 516 1711 1806 517 1711.2 1806.2 518 1711.4 1806.4 519 1711.6 1806.6 861 1780 1875 862 1780.2 1875.2 863 1780.4 1875.4 864 1780.6 1875.6 . . .
  • 68. 3    APPENDIX B  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873 1782.4 1877.4 874 1782.6 1877.6 875 1782.8 1877.8 876 1783 1878 877 1783.2 1878.2 878 1783.4 1878.4 879 1783.6 1878.6 880 1783.8 1878.8 881 1784 1879 882 1784.2 1879.2 883 1784.4 1879.4 884 1784.6 1879.6 885 1784.8 1879.8  
  • 69. 1    APPENDIX C  PIC16F84 Program written in C language:  //Defines for microcontroller    //PIC Functions  #pragma CLOCK_FREQ 10000000  #define P16F84A  #include <system.h>  #define MX_EE  #define MX_EE_TYPE1  const char MX_EE_SIZE = 64;      //Macro function declarations      //Variable declarations  char FCV_TEST;  char FCV_INT;  char FCV_TEST2;    //Macro implementations      void main()   
  • 70. 2    APPENDIX C  {  //PIC Initialisation    //Interrupt initialisation code  option_reg = 0xC0;      TRISB = TRISB | 0x01;    FCV_INT = (PORTB & 0x01 == 0x01);      while( FCV_INT == 1 )    {      TRISA = TRISA | 0x03;      FCV_TEST2 = PORTA & 0x03;        TRISB = TRISB | 0xfe;      FCV_TEST = PORTB & 0xfe;        if( FCV_TEST | FCV_TEST2 == 0 )      {        TRISA = TRISA & 0xfb;        if (1)          PORTA = PORTA & 0xfb | 0x04;        else          PORTA = PORTA & 0xfb;   
  • 71. 3    APPENDIX C        }      else      {        TRISA = TRISA & 0xfb;        if (0)          PORTA = PORTA & 0xfb | 0x04;        else          PORTA = PORTA & 0xfb;          delay_ms(15);          TRISA = TRISA & 0xfb;        if (1)          PORTA = PORTA & 0xfb | 0x04;        else          PORTA = PORTA & 0xfb;        }    }  mainendloop: goto mainendloop;  }     
  • 72. 1    APPENDIX D    
  • 73. 2    APPENDIX D