SlideShare a Scribd company logo
1 of 73
Download to read offline
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
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. 
 


                                               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. 

     




 
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 
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 ............................................................................................................................................  
III 
 

    APPENDIX C ............................................................................................................................................  
    APPENDIX D ...........................................................................................................................................  
 
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 
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 
                                            
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 
 
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 
 
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 
 
 

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 
 
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 
 
 
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 
 
 
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 
 
 
                            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 
 
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 band
GSM 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 
 
 
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 
 
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 
 
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 
 
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 it's 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 it's 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 
 
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.  It's  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 
 
 
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                                                                     
    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 
 
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, let's 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 
 
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 
 
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 
 
 
     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 
 
 
             
     
         
         
         
         
         
         
         
         
         

         
                                            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 
 
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 
 
 
                                         

 

 

 

 

                    Figure 4.4: Square wave from Point A

 

 

                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                                         
                      Figure 4.5: Triangular wave from Point B

         
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                       Figure 4.6: Practical Triangle Signal
             

                                                                 21 
 
 
    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  signal's  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 
 
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 
 
 

 

 

 
 
 
 
 
                                         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 
 
 
     
     
     
     
     
     

     
                      Figure 4.11: TL082 J‐FET OPAMP

     
         
         
             
             
             
             
             
             
             
                            Figure 4.12: OPAMP Mixer

 
 
 
 
                 
                 
                 
                    Figure 4.13: Practical Mixed waveform
                 

                                                            25 
 
 

                   
    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 
 
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 
 
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 
 
 

 

 

 

 

                               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 
 
 
                                      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 
 
 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

                                      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 
 
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 
 
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 
 
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 
 
 
    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 
 
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 
 
 
    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 
 
 
     
     
     
     
     
     
 
         
             
                Figure 4.31: Mobile detector Ver.1




                Figure 4.32: Mobile detector Ver.2

                                                     38 
 
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 
  
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 
 
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 
 
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 
 
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 
 
 
               
     Chapter 



 
          6                        PIC MICROCONTROLLER AND 
                                            COMPUTER PORTS

The 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 
 
 
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 
 
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 
 
     

 
 
 
 
 
         




            Figure 6.3: PIC flow chart program 




                                                  47 
 
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 
 
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 
 
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 
 
 
     
    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 
 
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” 
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 

 
 
 
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  
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. 

           
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  
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system
Mobile phone intelligent jamming system

More Related Content

What's hot

Cell phone detector & jammer
Cell phone detector & jammerCell phone detector & jammer
Cell phone detector & jammerAmar Raj
 
How mobile phone jammer works
How mobile phone jammer worksHow mobile phone jammer works
How mobile phone jammer workselprocus
 
Cell phone jammer presentation
Cell phone jammer presentationCell phone jammer presentation
Cell phone jammer presentationManikandan Jeeva
 
Jamming Devices and how they works?
Jamming Devices and how they works?Jamming Devices and how they works?
Jamming Devices and how they works?xiha tareen
 
Wireless signal jamming
Wireless signal jammingWireless signal jamming
Wireless signal jammingMahmoud Abdeen
 
Mobilejammer
MobilejammerMobilejammer
Mobilejammerakash roy
 
Mobile jammer
Mobile jammerMobile jammer
Mobile jammerharrynik
 
Mobile Phone Signal Jammer
Mobile Phone Signal Jammer Mobile Phone Signal Jammer
Mobile Phone Signal Jammer Hasnain Yaseen
 
Evolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5G
Evolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5GEvolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5G
Evolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5GKamal Bhagat
 

What's hot (20)

Cell phone detector & jammer
Cell phone detector & jammerCell phone detector & jammer
Cell phone detector & jammer
 
Mobile jammer
Mobile jammerMobile jammer
Mobile jammer
 
How mobile phone jammer works
How mobile phone jammer worksHow mobile phone jammer works
How mobile phone jammer works
 
Cell phone jammer presentation
Cell phone jammer presentationCell phone jammer presentation
Cell phone jammer presentation
 
Cellphone Jammer
Cellphone JammerCellphone Jammer
Cellphone Jammer
 
Mobile phone jammer
Mobile phone jammerMobile phone jammer
Mobile phone jammer
 
mobile-jammer
mobile-jammermobile-jammer
mobile-jammer
 
Jamming Devices and how they works?
Jamming Devices and how they works?Jamming Devices and how they works?
Jamming Devices and how they works?
 
Mobile Jammer_2
Mobile Jammer_2Mobile Jammer_2
Mobile Jammer_2
 
MOBILE SIGNAL JAMMER
MOBILE SIGNAL JAMMERMOBILE SIGNAL JAMMER
MOBILE SIGNAL JAMMER
 
Mobile Jammer
Mobile JammerMobile Jammer
Mobile Jammer
 
Cell phone jammer ppt
Cell phone jammer pptCell phone jammer ppt
Cell phone jammer ppt
 
Wireless signal jamming
Wireless signal jammingWireless signal jamming
Wireless signal jamming
 
Mobilejammer
MobilejammerMobilejammer
Mobilejammer
 
5G Technology
5G Technology 5G Technology
5G Technology
 
Mobile jammer
Mobile jammerMobile jammer
Mobile jammer
 
Mobile jammer
Mobile jammerMobile jammer
Mobile jammer
 
Cell phone jammer
Cell phone jammerCell phone jammer
Cell phone jammer
 
Mobile Phone Signal Jammer
Mobile Phone Signal Jammer Mobile Phone Signal Jammer
Mobile Phone Signal Jammer
 
Evolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5G
Evolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5GEvolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5G
Evolution in wireless communication , 1G , 2G , 3G , 4G & 5G
 

Similar to Mobile phone intelligent jamming system

Design And Implementation Of A Phone Card Company
Design And Implementation Of A Phone Card CompanyDesign And Implementation Of A Phone Card Company
Design And Implementation Of A Phone Card Companygrysh129
 
Realtimesamplingofutilization
RealtimesamplingofutilizationRealtimesamplingofutilization
RealtimesamplingofutilizationVicente Nava
 
VoLTE and ViLTE.pdf
VoLTE and ViLTE.pdfVoLTE and ViLTE.pdf
VoLTE and ViLTE.pdfAsitSwain5
 
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...Advantec Distribution
 
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...Advantec Distribution
 
Industrial training report
Industrial training reportIndustrial training report
Industrial training reportReshmi R
 
FCC Interop Board Final Report 05 22 12
FCC Interop Board Final Report 05 22 12FCC Interop Board Final Report 05 22 12
FCC Interop Board Final Report 05 22 12Claudio Lucente
 
Multi-Band Rejection EMI Shielding
Multi-Band Rejection EMI ShieldingMulti-Band Rejection EMI Shielding
Multi-Band Rejection EMI ShieldingSourav Rakshit
 
Bx310x Product Specification
Bx310x Product SpecificationBx310x Product Specification
Bx310x Product SpecificationFrederic Petit
 
The bat hat
The bat hatThe bat hat
The bat hatslmnsvn
 
FYP_enerScope_Final_v4
FYP_enerScope_Final_v4FYP_enerScope_Final_v4
FYP_enerScope_Final_v4Hafiiz Osman
 
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )Advantec Distribution
 
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revdAp650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revdAdvantec Distribution
 
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )Advantec Distribution
 
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revdAp650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revdAdvantec Distribution
 
Design of a bionic hand using non invasive interface
Design of a bionic hand using non invasive interfaceDesign of a bionic hand using non invasive interface
Design of a bionic hand using non invasive interfacemangal das
 

Similar to Mobile phone intelligent jamming system (20)

Design And Implementation Of A Phone Card Company
Design And Implementation Of A Phone Card CompanyDesign And Implementation Of A Phone Card Company
Design And Implementation Of A Phone Card Company
 
Realtimesamplingofutilization
RealtimesamplingofutilizationRealtimesamplingofutilization
Realtimesamplingofutilization
 
VoLTE and ViLTE.pdf
VoLTE and ViLTE.pdfVoLTE and ViLTE.pdf
VoLTE and ViLTE.pdf
 
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
 
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
Motorola solutions ap6532 access point installation guide (part no. 72 e 1493...
 
Brain Computer Interface
Brain Computer InterfaceBrain Computer Interface
Brain Computer Interface
 
Book telecommunications
Book telecommunications Book telecommunications
Book telecommunications
 
Tilak's Report
Tilak's ReportTilak's Report
Tilak's Report
 
Industrial training report
Industrial training reportIndustrial training report
Industrial training report
 
FCC Interop Board Final Report 05 22 12
FCC Interop Board Final Report 05 22 12FCC Interop Board Final Report 05 22 12
FCC Interop Board Final Report 05 22 12
 
Multi-Band Rejection EMI Shielding
Multi-Band Rejection EMI ShieldingMulti-Band Rejection EMI Shielding
Multi-Band Rejection EMI Shielding
 
Bx310x Product Specification
Bx310x Product SpecificationBx310x Product Specification
Bx310x Product Specification
 
AAPM-2005-TG18.pdf
AAPM-2005-TG18.pdfAAPM-2005-TG18.pdf
AAPM-2005-TG18.pdf
 
The bat hat
The bat hatThe bat hat
The bat hat
 
FYP_enerScope_Final_v4
FYP_enerScope_Final_v4FYP_enerScope_Final_v4
FYP_enerScope_Final_v4
 
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
 
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revdAp650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revd
 
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
Motorola ap650 access point installation guide (part no. 72 e 131207-01 rev. d )
 
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revdAp650 installation guide_72_e-131207-01_revd
Ap650 installation guide_72_e-131207-01_revd
 
Design of a bionic hand using non invasive interface
Design of a bionic hand using non invasive interfaceDesign of a bionic hand using non invasive interface
Design of a bionic hand using non invasive interface
 

Recently uploaded

Annual General Meeting Presentation Slides
Annual General Meeting Presentation SlidesAnnual General Meeting Presentation Slides
Annual General Meeting Presentation SlidesKeppelCorporation
 
Innovation Conference 5th March 2024.pdf
Innovation Conference 5th March 2024.pdfInnovation Conference 5th March 2024.pdf
Innovation Conference 5th March 2024.pdfrichard876048
 
Memorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQM
Memorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQMMemorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQM
Memorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQMVoces Mineras
 
8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCRashishs7044
 
8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCRashishs7044
 
PSCC - Capability Statement Presentation
PSCC - Capability Statement PresentationPSCC - Capability Statement Presentation
PSCC - Capability Statement PresentationAnamaria Contreras
 
India Consumer 2024 Redacted Sample Report
India Consumer 2024 Redacted Sample ReportIndia Consumer 2024 Redacted Sample Report
India Consumer 2024 Redacted Sample ReportMintel Group
 
Islamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in Islamabad
Islamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in IslamabadIslamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in Islamabad
Islamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in IslamabadAyesha Khan
 
Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737
Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737
Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737Riya Pathan
 
Future Of Sample Report 2024 | Redacted Version
Future Of Sample Report 2024 | Redacted VersionFuture Of Sample Report 2024 | Redacted Version
Future Of Sample Report 2024 | Redacted VersionMintel Group
 
Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024
Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024
Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024Kirill Klimov
 
NewBase 19 April 2024 Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdf
NewBase  19 April  2024  Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdfNewBase  19 April  2024  Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdf
NewBase 19 April 2024 Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdfKhaled Al Awadi
 
Market Sizes Sample Report - 2024 Edition
Market Sizes Sample Report - 2024 EditionMarket Sizes Sample Report - 2024 Edition
Market Sizes Sample Report - 2024 EditionMintel Group
 
International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...
International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...
International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...ssuserf63bd7
 
Pitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deck
Pitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deckPitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deck
Pitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deckHajeJanKamps
 
Youth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu Menza
Youth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu MenzaYouth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu Menza
Youth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu Menzaictsugar
 
IoT Insurance Observatory: summary 2024
IoT Insurance Observatory:  summary 2024IoT Insurance Observatory:  summary 2024
IoT Insurance Observatory: summary 2024Matteo Carbone
 
8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCRashishs7044
 

Recently uploaded (20)

Annual General Meeting Presentation Slides
Annual General Meeting Presentation SlidesAnnual General Meeting Presentation Slides
Annual General Meeting Presentation Slides
 
Innovation Conference 5th March 2024.pdf
Innovation Conference 5th March 2024.pdfInnovation Conference 5th March 2024.pdf
Innovation Conference 5th March 2024.pdf
 
Memorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQM
Memorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQMMemorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQM
Memorándum de Entendimiento (MoU) entre Codelco y SQM
 
Corporate Profile 47Billion Information Technology
Corporate Profile 47Billion Information TechnologyCorporate Profile 47Billion Information Technology
Corporate Profile 47Billion Information Technology
 
8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Saket Delhi NCR
 
8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Tughlakabad Delhi NCR
 
Call Us ➥9319373153▻Call Girls In North Goa
Call Us ➥9319373153▻Call Girls In North GoaCall Us ➥9319373153▻Call Girls In North Goa
Call Us ➥9319373153▻Call Girls In North Goa
 
PSCC - Capability Statement Presentation
PSCC - Capability Statement PresentationPSCC - Capability Statement Presentation
PSCC - Capability Statement Presentation
 
India Consumer 2024 Redacted Sample Report
India Consumer 2024 Redacted Sample ReportIndia Consumer 2024 Redacted Sample Report
India Consumer 2024 Redacted Sample Report
 
Islamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in Islamabad
Islamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in IslamabadIslamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in Islamabad
Islamabad Escorts | Call 03070433345 | Escort Service in Islamabad
 
Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737
Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737
Independent Call Girls Andheri Nightlaila 9967584737
 
Future Of Sample Report 2024 | Redacted Version
Future Of Sample Report 2024 | Redacted VersionFuture Of Sample Report 2024 | Redacted Version
Future Of Sample Report 2024 | Redacted Version
 
Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024
Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024
Flow Your Strategy at Flight Levels Day 2024
 
NewBase 19 April 2024 Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdf
NewBase  19 April  2024  Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdfNewBase  19 April  2024  Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdf
NewBase 19 April 2024 Energy News issue - 1717 by Khaled Al Awadi.pdf
 
Market Sizes Sample Report - 2024 Edition
Market Sizes Sample Report - 2024 EditionMarket Sizes Sample Report - 2024 Edition
Market Sizes Sample Report - 2024 Edition
 
International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...
International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...
International Business Environments and Operations 16th Global Edition test b...
 
Pitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deck
Pitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deckPitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deck
Pitch Deck Teardown: Geodesic.Life's $500k Pre-seed deck
 
Youth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu Menza
Youth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu MenzaYouth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu Menza
Youth Involvement in an Innovative Coconut Value Chain by Mwalimu Menza
 
IoT Insurance Observatory: summary 2024
IoT Insurance Observatory:  summary 2024IoT Insurance Observatory:  summary 2024
IoT Insurance Observatory: summary 2024
 
8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR
8447779800, Low rate Call girls in Uttam Nagar Delhi NCR
 

Mobile phone intelligent jamming system

  • 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.   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     
  • 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 band GSM 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   
  • 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 it's 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 it's 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.  It's  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, let's 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  signal's  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 PORTS The 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   
  • 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.   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.   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.   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