一、关于电视空白（TVWS）
1、概念
电视空白（TVWS，TV White Space）是指电视广播频道附近和频道之间未使用信道的频谱。特别是，在无线电频谱管理方面，“空白区域”一词是指分配给持牌人使用但未分配给特定持牌人的部分无线电频谱，或分配和分配给持牌人使用但未被持牌人在所有时间或所有地理位置使用的部分无线电频谱。事实上，在这里，空白（White Space）是指已分配但未使用或在某地理区域未使用的频谱或频段。电视空白（TVWS）是指分配给广播电视的频谱，某些未使用的频道的频谱。
欲更多了解无线电频率管理知识介绍的请进入。
2、关于广播电视用频谱
我们知道，早期的广播电视是模拟体制，采用的是开路系统，即电视无线广播系统。每电视频道的电视信号经广播电视台的广播电视塔发射出去，供用户端的电视机接收收看。为此，国际电联的ITU-R专门为广播电视分配了无线电频谱，即当初它涉及了48.5 MHz ~958 MHz的频谱范围（注意：其中87~108MHz用于调频声音广播）。为了提供多套电视节目，将该频谱范围划分为68个频道（每频道占用8MHz带宽）。这样就出现了一个现象：在开路电视广播时代，68个频道是不可能全部使用，且为了减少电视信号的互相干扰，一定数量的电视节目往往是隔一定数量的频道来传送，而那些未使用的频道的频谱即为电视空白（TVWS）。
欲详细了解广播电视频道划分介绍的请进入。
即使在数字电视过渡之后，广播频段中的许多频谱仍将空置，可供宽带使用。此外，技术的进步使地面广播规划更加精确，这本身就开辟了新的空白空间。
二、电视空白的利用
1、电视空白现实
人们越来越认识到，传统上分配给电视广播的频段中的空白区域-电视空白区域（TVWS），可用于在“无干扰、无保护”（NINP，No Interference, No Protection）的基础上提供无线宽带互联网接入等应用，以充分利用频谱资源。使用这些空白的设备称为空白设备（WSD）或TVWS设备。TVWS最初之所以成立，是因为历史上有必要为广播公司提供保护，使其免受其他电台的有害干扰。并非全部空置广播对广播干扰保护需要信道。在许多市场中，TVWS的存在也是因为广播公司很少在需求较低的地区有休眠频道。关键问题是，无线电频谱是一种奇缺的自然资源，电视空白（TVWS）频谱理应得到有效利用，以避免造成资源的浪费。
随着模拟广播电视向数字电视的过渡，在电视频谱中产生了更多数量的空白频谱。这是因为数字电视占用的传输带宽相对小些，原一套模拟电视的8MHz带宽内可以传输约4~8套数字标清电视信号。
2、电视空白的特点
因为电视频谱是操作于低于1GHz的频段（Sub 1GHz），因此其可用的频谱具有非常理想的传播特性：通过TVWS频谱传输的信号可以传播很远的距离，并能穿透墙壁和其它障碍物。在无线电电波通信中，TVWS具有信号范围广、功率低、可以穿透地形限制、恶劣天气可以使用、室内室外都可以提高覆盖面积、接入点比无线局域网（WLAN）少的优点。TVWS可以解决诸如WLAN、超宽带、蓝牙、射频识别以及Zigbee技术等短距离无线电通信问题。同Wi-Fi及3G频谱相比，在TVWS频段的信号可以更容易地穿透建筑物，比传统的3G频段更加适合无线移动网络，可以为许多潜在的新服务所利用。因此，TVWS被视为极具吸引力的频谱资源。如TVWS技术特别适合在农村和服务不足的城市地区提供互联网接入服务、剃光更广的覆盖等。目前确定的其它使用TVWS的应用包括但不限于如下表2-2所示。
表 2-2：TVWS的应用
3、关于TVWS的无线共存
所谓共存（Coexistence），即是指两个或多个频谱相关的设备或网络，在同一频率授权下，在同一频段内互不干扰地工作的能力。由于电视空白（TVWS）的优质频谱的利用，使得因电视空白的无线网络的大量涌现，导致无线网络间的共存问题的凸显。为此，受到了相关标准化组织的重视，制定了相关无线共存的标准。比较著名的就是IEEE的802.19工作组，早在2014年就发布了IEEE 802.19.1-2014《IEEE信息技术标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-特定要求-第19部分：电视空白共存方法》。通过在不同或独立运行的未授权设备和具有地理定位能力的不同未授权设备之间提供基于标准网络的共存方法。
欲详细了解IEEE 802.19.1标准介绍的请进入。
三、TVWS技术示例
1、WCDMA的TVWS直放站（Repeater）
对于3G系统的WCDMA制式，WCDMA直放站不仅可以消除移动通信信号的覆盖盲区，还能解决高楼大厦影响而导致基站信号无法覆盖的盲区，覆盖效果类似于微蜂窝模式。那么由于WCDMA制式属于FDD双工方式，占用一定频段的频谱资源（主要有两段，如1755~1785MHz/1850~1880MHz和1920~1980MHz/2110~2170MHz），其频谱资源有限，如利用TVWS的频谱资源（Sub 1GHz）构成一个移频直放站，既提高其系统覆盖，又提高了信号的传输质量。为此，下图3-1设计出了一个WCDMA的TVWS直放站（Repeater）的方案及原理方框图。
图 3-1：WCDMA的TVWS直放站原理方框图
图中，对于上行链路，天线1接收到的WCDMA信号，利用双工器实现WCDMA的上行、下行信道分离，WCDMA上线信号经过低噪放、带通滤波器、变频器，变频至TVWS频段（如700~900MHz），再经过功率放大器，最后经过电调谐波器实现中心频率在700~900MHz的调谐，在此范围内带宽保持在10MHz，最后由天线2发射出去，实现直放站所在区域的覆盖。对于上行链路，天线3接收到的TVWS信号，经过带通滤波器，低噪放对TVWS信号进行放大和噪声信号抑制，然后经过变频器进行上变频至WCDMA下行信号，由带通滤波器对无用信号进行滤波，功放对信号进行放大增强，WCDMA信号经过双工器的选频功能，由天线1发射出去，这便实现了信号的双向通信。
欲更多了解WCDMA直放站技术要求的请进入。
2、使用TVWS的Wi-Fi
在2014年2月，IEEE 802.11工作组定义了一种IEEE 802.11 物理层（PHY）和介质访问控制（MAC）子层的增强功能，以支持在电视空白频段（TVWS）操作。其发布的标准是：802.11af-2013《IEEE 信息技术标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-特定要求 -第 11 部分：WLAN 介质访问控制（MAC）和物理层（PHY）-范修正案 5：电视空白 （TVWS）操作》。该标准引入了一种新的电视超高吞吐量（TVHT，Television Very High Throughput）的物理层（PHY），以适应 TVWS 频谱中可用的窄带电视频道。同时，其PHY还使用了多输入多输出（MIMO，Multiple Input Multiple Output）天线技术和空间分组编码（STBC，Space Time Block Code）技术，这两种技术的组合利用“发射/接收分集技术”，克服空间传输过程中的多径干扰，并降低传输误码和提高传输通量。
当引入上述技术后，使用OFDM的物理层，占用空间带宽为6 MHz、7 MHz和8 MHz，与广播电视频道带宽一致。一个空间流的用户数据速率为20.7 Mbps（6 MHz、7 MHz空间带宽）和35.6 Mbps（8 MHz空间带宽）。最多可以选择4个空间流和4个广播电视频道组合，这样可以支撑426.7Mbps（6 MHz、7 MHz空间带宽）和568.9 Mbps（8 MHz空间带宽）。
这样，802.11af定义的WLAN可以直接工作在TVWS频谱频段（Sub 1GHz），为用户提供宽带接入，因此也有人称之为超级Wi-Fi（Super Wi-Fi）。注意，802.11af-2013已整合到802.11-2016版本中。
欲更多了解802.11规范的WLAN介绍的请进入。
需要说明的是，TVWS频谱的利用，各国都有相应的无线电管制政策。在利用TVWS频谱开展相关无线电业务，必须要接收其无线电管理，包括无线电频率的管理和无线电电台的管理要求，当然包括不能对广播电视系统的影响。
欲进一步了解我国无线电管理要求的请进入。
