空白（ラジオ）

電気通信において、ホワイトスペースとは、放送サービスに割り当てられているが、ローカルでは使用されていない無線周波数を指します。 ^[1]国家機関および国際機関は、特定の用途に周波数を割り当て、ほとんどの場合、これらの周波数で放送する権利をライセンスします。この周波数割り当てプロセスでは、技術的な理由により、干渉を避けるために使用中の無線バンドまたはチャネル間にホワイトスペースを割り当てるバンドプランが作成されます。この場合、周波数は使用されていませんが、ガードバンドなどの目的のために特別に割り当てられています。ただし、最も一般的には、これらのホワイトスペースは使用中のチャネル間に自然に存在するものであり、近くの送信をすぐ隣接するチャネルに割り当てると、両方に破壊的な干渉を引き起こすためです。

技術的な理由により割り当てられたホワイト スペースに加えて、一度も使用されたことがないか、技術的な変更の結果として空いているようになった未使用の無線スペクトルもあります。特に、デジタル テレビへの切り替えにより、約 50 MHz から 700 MHz の間の広い領域が解放されます。これは、デジタル送信は隣接するチャネルに詰め込むことができるのに対し、アナログ送信はできないためです。つまり、帯域をより少ないチャネルに圧縮しながら、より多くの送信を可能にすることができます。

米国では、放棄されたテレビ周波数は主にUHF 700 メガヘルツ帯の上部にあり、テレビチャンネル52 ～ 69 (698 ～ 806 MHz) をカバーしています。米国のテレビとそのホワイトスペースは、モバイルユーザーとホワイトスペースデバイスがより大きなアンテナを必要とするVHF周波数だけでなく、UHF 周波数でも存在し続けます。世界のその他の地域では、放棄されたテレビチャンネルは VHF であり、その結果生じた大きな VHF ホワイトスペースは、世界規模 (米国を除く) のデジタルラジオ規格DABとDAB+、およびDMBに再割り当てされています。^{[出典が必要]}

IEEE 802.11af、IEEE 802.22 ^{[2] [3]}やホワイトスペース連合などのさまざまな提案では、アナログテレビの廃止によって生じたホワイトスペースを利用して、無線ブロードバンド インターネットアクセスを提供することが提唱されている。これらの利用可能なチャネルを使用するデバイスがホワイトスペースデバイス（WSD）である。このようなデバイスは、アナログテレビ用に予約されている既存の未使用の電波領域の存在を検出し、ホワイトスペースインターネット信号に利用するように設計されています。このような技術により、地方でのブロードバンドインターネットとWi-Fiの可用性が向上すると予測されています。 ^{[4] [5]}

提案された初期のアイデアには、GNSS受信機や、各 WSD をその地域のすべてのテレビ局のデータベースでプログラミングすることが含まれていましたが、これではその地域の他の非定常ユーザーや無免許ユーザー、またはデバイスの作成後に免許を取得または変更された局を回避することはできませんでした。さらに、これらの取り組みは、ワイヤレス マイク、医療テレメトリ、および歴史的にこれらのオープン周波数に依存してきたその他のテクノロジーに影響を与える可能性があります。^{[引用が必要]}

プロフェッショナルワイヤレスマイクは、いわゆるホワイトスペースデバイスが登場する何十年も前からホワイトスペースを使用してきました。^[1]

Wi-Fiと同様に、TV ホワイトスペースはワイヤレス接続ですが、使用する周波数帯域が異なります。TV ホワイトスペースは 470 MHz ～ 698 MHz で動作し、Wi-Fi は 2.4 GHz および 5 GHz 帯域で動作します。データ転送速度は、無線機のモデル、ベンダー、アンテナの長さ、その他の要因によって異なります。新しい無線機は 50 Mbit/s 以上をサポートできます。Wi-Fi の速度も同様に、範囲、見通し線などのいくつかの要因によって異なりますが、IEEE 802.11ac標準を使用すると 1000 Mbit/s に達することもあります。範囲は、Wi-Fi と TV ホワイトスペースの決定的な違いです。平均して、TV ホワイトスペースの範囲は 6 マイルですが、ノイズ、見通し線などの要因に応じて、より少なくまたはより多くなる可能性があります。TV ホワイトスペースの主要 3 社のうちの 1 社である Carlson wireless は、自社の無線機が最大 24.8 マイルまで対応できることを宣伝しています。どちらも消費電力が低く、デバイス、アンテナの長さ、ベンダーなどに応じて20〜100ワットです。両方の技術は、FIPS 197コンプライアンス（高度暗号化標準）などの政府のセキュリティ標準を満たしています。Wi-Fiは都市部でうまく機能しますが、テレビのホワイトスペースは田舎でうまく機能します。^[6]

マイクロソフトは、アルゼンチンの通信当局であるEnte Nacional de Comunicaciones (ENACOM)と提携し、2017年8月頃にメンドーサ州の学校にワイヤレスアクセスを提供する計画を立てました。マイクロソフトは、ホワイトスペースハードウェアをENACOMの技術者に貸し出し、国営衛星事業者ARSATがISPとして機能します。試験の詳細についてはまだ発表されていません。^[7]

2011 年 8 月、カナダの産業省である Industry Canada は、「698 MHz 未満のテレビ放送帯域における非放送アプリケーションの使用に関する政策および技術フレームワークに関する協議」^[8] (pdf) を開始しました。協議は 2011 年 11 月 4 日に終了しました。電気通信および放送業界の幅広い組織から意見が寄せられました。

インディゴテレコム/マイクロソフトとケニア政府によるパイロットプロジェクトでは、太陽光発電ネットワークを使用して、マレ、ガカワ、ライキピアの3つの電気のない農村地域に最大16Mbit/sの帯域幅速度を提供していると報告されています。^[9]

2014年7月3日現在^{[アップデート]}、Microsoft 4Afrika Initiative、MyDigitalBridge Foundation、MCA-N（ミレニアムチャレンジアカウントナミビア）のコラボレーションによるCitizen Connectと呼ばれるパイロットプロジェクトは、「TVホワイトスペーステクノロジー」を使用して、「オムサティ、オシャナ、オハングウェナにある27の学校と教育省の7つの巡回事務所」にブロードバンドインターネットを提供することが予定されています。^{[10] [11]}

2014年、マイクロソフトはフィリピン政府と協力して、遠隔地の漁師の管理をデジタル化するプログラムを試験的に実施しました。^[12]

シンガポール情報通信メディア開発庁は、FCCに続いて、英国とカナダに先駆けて、TVホワイトスペースを規制する世界で2番目の規制当局です。シンガポールの取り組みは、主に情報通信研究所、マイクロソフト、スターハブによって設立されたシンガポールホワイトスペースパイロットグループ（SWSPG） ^[13]によって推進されました。情報通信研究所はその後、 2006年以来研究所で開発された強力なIPを使用してTVホワイトスペースラジオを商業化するために Whizpace ^{[14]をスピンオフしました。}

Google は、南アフリカ独立通信局(ICASA)、CSIR、メラカ研究所、ワイヤレス アクセス プロバイダー協会 (WAPA)、カールソン ワイヤレスと提携し、ケープタウンのタイガーバーグにあるステレンボッシュ大学医学部キャンパスの 3 つの基地局を通じて 10 校にワイヤレス アクセスを提供しています。南アフリカの選ばれた学校にテレビの干渉を受けずに手頃な価格のインターネットを提供し、南アフリカの将来の TVWS テクノロジーについての認識を広めるために、10 校で最初のトライアルが行われました。トライアルは 2013 年 3 月 25 日から 2013 年 9 月 25 日までの 10 か月間にわたって行われました。^[15]

2番目の試験では、リンポポ州の5つの田舎の中等学校にポイントツーポイントのインターネット接続を提供し、同様に良好な結果が得られました。^[16]

ICASAはその後、2018年にテレビのホワイトスペースの使用に関する規制を発行しました。^[17] ICASAは2020年4月に、新型コロナウイルス感染症のパンデミックに対応して、470〜694MHz帯域で、Mthinthe Communications、Levin Global、Morai Solutionsに3つの暫定的なテレビホワイトスペース周波数ライセンスを発行しました。^[18]

英国の周波数帯のライセンス機関であるOfcomは、ホワイトスペースを自由に利用できるようにした。^{[19] [20]}

2011 年 6 月 29 日、イギリスのケンブリッジで、ホワイト スペース Wi-Fi の商用テストとしては最大規模の 1 つが実施されました。このトライアルは、Microsoft が Adaptrum が開発した技術を使用して実施し、Nokia、BSkyB、BBC、BTなどの ISP および技術企業のコンソーシアムが支援し、実際のネットワーク ハードウェアは Neul が提供しました。デモでは、Adaptrum ホワイトスペース システムがブロードバンド IP 接続を提供し、クライアント側の Microsoft Xbox がインターネットからライブ HD ビデオをストリーミングできるようにしました。また、デモの一環として、同じ TV ホワイトスペース接続を介して接続された 2 台の Xbox/Kinect ユニット間でライブ Xbox/Kinect ビデオ チャットが確立されました。これらのアプリケーションは、建物、葉、壁、家具、人などによる 120 dB を超えるリンク損失と深刻な​​マルチパス効果を伴う非常に困難な無線伝搬環境で実証されました。^[21]

2017年、マイクロソフトは研究をさらに拡大し、TVホワイトスペースで動作する小型セルLTE eNodeBを使用して、手頃な価格の住宅居住者に費用対効果の高いブロードバンドを提供できることを示しました。^[22]

54  MHzから 806 MHz (54–72、76–88、174–216、470–608、および 614–806) ^{[23] の}テレビ周波数 (チャンネル 2-69) で運用されていたフルパワーアナログ テレビ放送は、米国のデジタル切り替え命令により 2009 年 6 月 12 日に運用を停止しました。その時点で、フルパワー テレビ局はデジタル送信に切り替え、54 MHz から 698 MHz の間でのみ運用する必要がありました。これは、ホワイト スペース連合が消費者にワイヤレス ブロードバンド サービスの提供を開始するスケジュールでもあります。この遅延により、米国連邦通信委員会(FCC) が技術をテストし、既存のテレビ放送に干渉しないことを確認する時間ができます。コア技術の多くはすでに導入されているため、同様の技術を世界中で使用できます。^[24]

劇場プロデューサーやスポーツチームは、自分たちの送信（テレビ信号であれ、ライブ音楽パフォーマンスで使用されるワイヤレスマイクであれ）がホワイトスペースを使用する新しいデバイスからの干渉を受ける可能性があると主張し、この決定を阻止または延期することを望んでいた。しかし、FCCは十分なテストが行​​われており、新しい規制により干渉の可能性は最小限に抑えられるとして、彼らの主張を却下した。

無線ブロードバンドインターネットアクセスにはより多くの放送スペクトルが必要とされ、2009年3月にマサチューセッツ州の上院議員ジョン・ケリーはスペクトルの有効利用の調査を要求する法案を提出した。^[25]学者たちはこの問題を研究し、ホワイトスペースのメリットを生かすためにコンピューティング技術を使用するという考えを推進してきた。^[26]

ホワイトスペース連合は、2007年に8つの大手テクノロジー企業によって結成され、2009年2月から54MHzから698MHz（テレビチャンネル2-51）の未使用のテレビ周波数の既存のホワイトスペースを介して米国の消費者に高速インターネットアクセスを提供することを計画していました。連合は、ホワイトスペースの短距離ネットワークで80Mbit/s以上、400〜800Mbit/sの速度を期待していました。グループには、Microsoft、Google、Dell、HP、Intel、Philips、Earthlink、Samsung Electro-Mechanicsが含まれていました。^[27]

ホワイトスペース連合に参加している企業の多くは、ワイヤレスイノベーションアライアンスにも参加していました。^[28]ホワイトスペースアライアンスと名乗る別のグループは2011年に結成されました。^[29]

Googleは、 2009年にFCCのDTV変換プロセスによって解放され、 Wi-Fiのようなデバイスで使用できる無免許スペクトルに変換されたホワイトスペースを切り替えることを目的として、「Free the Airwaves」というキャンペーンを後援しました。 ^{[30] [31]}全米放送事業者協会は、テレビ信号の放送品質が低下すると主張してこのプロジェクトに反対しました。^[32]

連邦通信委員会の工学技術局は、提出された2つの予備的機器の調査結果をまとめた報告書を2007年7月31日付けで発表した。報告書では、これらの機器はテレビ放送や他の既存ユーザーの存在を確実に感知することができなかったため、現状のままでは使用できず、さらなるテストは必要ないと判断した。^[33]

しかし、2007 年 8 月 13 日、マイクロソフトは FCC に文書を提出し、その中で、8 月 9 日と 10 日に同社のエンジニアがエンジニアリング技術局の FCC エンジニアと行った会議について説明しました。この会議で、マイクロソフトのエンジニアは、同一のプロトタイプ デバイスと同一のテスト方法を使用して行ったテストの結果を示しました。その結果、「実験室のベンチ テストで -114 dBmのしきい値でDTV 信号を100 パーセントの精度で検出し、期待どおりに動作しました」。FCC エンジニアの立ち会いのもと、マイクロソフトのエンジニアは、FCC がテストしたデバイスを分解し、パフォーマンスの低下の原因を突き止めました。彼らは、「デバイスのスキャナーが損傷し、著しく劣化したレベルで動作していた」ことを発見しました。これは、FCC ユニットがチャンネルが使用されていることを検出できなかった理由です。また、FCC はテストしていない、完全に動作状態にある同一のバックアップ プロトタイプを所有していることも指摘されました。^[34]

テレビ放送局やこのスペクトルの既存ユーザー（ライセンスの有無を問わず、ワイヤレスオーディオシステムのメーカーを含む）は、ライセンスのないデバイスが同じスペクトルで動作した場合、システムが正常に機能しなくなることを懸念していました。しかし、FCCのエンジニアリング技術局は、Adaptrum、The Institute for Infocomm Research、Motorola、Philipsが提出したプロトタイプのTVバンドホワイトスペースデバイスを評価した2008年10月15日付のレポートを発表しました。レポートでは、これらのデバイスは、従来の送信を検出して回避する能力に関して概念実証の負担を満たしていると結論付けていますが、^[35]テストされたデバイスのいずれも、隣接チャネルにデジタルTV送信機がある場合にワイヤレスマイクの信号を適切に検出しませんでした。

2008年11月4日、FCCは5対0でホワイトスペースの無認可使用を承認し、^[36]放送局からの反対を黙らせた。実際の第2次報告書と命令は10日後に発表され、 FCCがTVバンドデバイスと呼ぶものの開発と使用に対するいくつかの重大な障害が含まれている。デバイスは、特定の場所でどのチャンネルが使用可能かを判断するためにFCCが義務付けたデータベースを参照する必要があり、また、従来のワイヤレスマイク、ビデオアシストデバイス、またはその他の発信機が存在しないことを確認するために1分に1回スペクトルをローカルで監視する必要がある。単一の送信が検出された場合、デバイスは送信を受信した6MHzチャネル全体のどこにも送信してはならない。^{[37] 1年以内に、この新しいアクセスにより、より信頼性の高い}インターネットアクセスやその他のテクノロジー が実現することが期待されていた。

2010 年 9 月 23 日、FCC は、無認可の無線デバイスによるホワイト スペースの使用に関する最終規則を定める覚書意見書および命令を発表しました。^[38]新しい規則では、必須のセンシング要件が削除され、地理位置情報に基づくチャネル割り当てによるスペクトルの使用が大幅に容易になりました。最終規則^{[39] では、}ホワイト スペース連合からの非常に厳格な放射規則の提案が採用され、IEEE 802.11 (Wi-Fi) を単一チャネルで直接使用することを禁止し、新しいスペクトルを Wi-Fi テクノロジに使用できなくしています。^[要出典]

2009 年 2 月 27 日、全米放送事業者協会(NAB) と全米最大サービステレビ協会は、連邦裁判所に、ホワイト スペース無線機器の FCC 認可を停止するよう要請しました。原告は、FCC のテスト結果に反して、テレビ放送と同じ帯域で動作するポータブルで無認可の個人用機器は干渉を引き起こすことが証明されていると主張しています。この訴訟は、コロンビア特別区巡回控訴裁判所に提起されました。審査請求では、ホワイト スペース個人用機器を許可する FCC の決定は、MSTV と NAB のメンバーに「直接的な悪影響を与える」ことになり、委員会の決定は「恣意的で気まぐれであり、法律に違反している」と述べられています。^[40]この事件の管轄を求める動議は2011年2月7日に審議される予定だった。^[41] 2012年5月、NABは、既存の放送チャンネル間の空き電波を無許可で使用することを認める規則に対する訴訟を取り下げると発表した。^[42]

2009年10月16日、ワシントン州レドモンドのマイクロソフトリサーチの研究者らは、 WhiteFiと呼ばれるホワイトスペースネットワークを構築し、展開した。^{[43] [44]}このネットワークでは、複数のクライアントがUHF周波数を介して単一のアクセスポイントに接続した。展開には、近くのワイヤレスマイクに干渉が聞こえる前に送信できるデータの量をテストする実験も含まれていた。

2010年2月24日、デジタルテレビへの移行のテスト市場であったノースカロライナ州ウィルミントンの当局は、1か月のテストを経て、新しい市営無線ネットワークを公開した。このネットワークは、アナログテレビの終焉によって利用可能になったホワイトスペースを使用した。スペクトラムブリッジは、市場のテレビ局が干渉を受けないようにするために機能することになっていた（「干渉の問題はない」と報告されている）。このスマートシティネットワークは携帯電話会社と競合するのではなく、政府やエネルギー監視などの「国家目的」に使用される。民間投資家で構成されるTVバンドサービスは、交通状況を表示するために公園や高速道路沿いにカメラを設置している。その他の用途には、水位と水質、野球場の照明の消灯、特定の地域での公共Wi-Fiなどがある。TVバンドには18か月の実験ライセンスがあった。^[45]

2011年、カリフォルニア州ハンボルト郡のユロック族は、カリフォルニア州アルカタの通信機器プロバイダーであるカールソンワイヤレスとホワイトスペースの試験を開始しました。^[46]

2013年7月、ウェストバージニア大学は、空いている放送テレビチャンネルを利用して、キャンパス内および近隣地域に無線ブロードバンドインターネットサービスを提供する米国初の大学となった。^[47]

また、2013年7月、ピッツバーグ港は、カリフォルニア州ビスタの通信機器プロバイダーであるメトリックシステムズコーポレーションと協力し、内陸水路の安全性と実用性を高めるためにホワイトスペーススペクトルを評価しました。^[48]

• 2008年米国無線周波数オークション
• デジタルテレビ移行後のデジタル配当
• スペクトラムオークション
• スーパーWi-Fi
• テレビホワイトスペースデータベース

• LS テレコム、データベース
• Google スペクトラム データベース - 米国のホワイト スペース スペクトラム マップ