Significance	
  	
  
of	
  TV	
  White	
  
     Spaces	
  

        Brough	
  Turner	
  
              netBlazr	
  
          brough@netblazr.com	
  
Disclaimer	
  
•  I	
  look	
  forward	
  to	
  great	
  things	
  from	
  TVWS	
  
•  I	
  am	
  worried	
  adop@on	
  will	
  be	
  slowed	
  by:	
  
    –  Law	
  suits	
  
    –  Restric@ve	
  requirements	
  for	
  an	
  antenna’s	
  
       Height	
  Above	
  Average	
  Terrain	
  (HAAT)	
  
    –  Adjacent	
  channel	
  restric@ons	
  limit	
  urban	
  use	
  
       and	
  limit	
  the	
  poten@al	
  market	
  size	
  
•  But	
  Carl	
  invites	
  me	
  because	
  I’m	
  disrup@ve!	
  

                          4	
  October	
  2010	
                         2	
  
Long	
  term	
  significance	
  
•  License-­‐exempt	
  access	
  to	
  otherwise	
  
   unused	
  spectrum,	
  on	
  a	
  secondary	
  use	
  
   basis,	
  despite	
  powerful	
  vested	
  interests	
  




                       4	
  October	
  2010	
                 3	
  
Long	
  term	
  significance	
  
•  License-­‐exempt	
  access	
  to	
  otherwise	
  
   unused	
  spectrum,	
  on	
  a	
  secondary	
  use	
  
   basis,	
  despite	
  powerful	
  vested	
  interests	
  

•  20	
  year	
  dream:	
  	
  similar	
  access	
  to	
  unused	
  
   spectrum	
  between	
  3	
  GHz	
  and	
  9	
  GHz	
  
•  Why?	
  	
  Higher	
  spectrum	
  more	
  useful	
  !	
  



                          4	
  October	
  2010	
                       4	
  
Spectrum	
  Myths	
  
	
  	
  	
  	
  TV	
  Spectrum	
  is	
  “beach	
  front”	
  spectrum	
  




                                                                           5	
  
Spectrum	
  Myths	
  
	
  	
  	
  	
  TV	
  Spectrum	
  is	
  “beach	
  front”	
  spectrum	
  




•  Based	
  on	
  20th	
  century	
  technology,	
  not	
  physics!	
  
     –  Travels	
  farther	
  thru	
  the	
  air	
  –	
  No!	
  
     –  Thru	
  windows	
  –	
  roughly	
  the	
  same	
  
     –  Goes	
  thru	
  masonry	
  –	
  yes,	
  with	
  50,000	
  waas!	
  

                                                                              6	
  
Higher	
  frequency	
  
•  Tighter	
  Fresnel	
  zone	
  
•  Less	
  clearance	
  required	
  




                    4	
  October	
  2010	
     7	
  
Noise	
  




4	
  October	
  2010	
     8	
  
Free	
  space	
  path	
  loss	
  




                                    9	
  
Free	
  space	
  path	
  loss	
  
              Seems	
  to	
  say	
  more	
  	
  ,	
  more	
  loss	
  




                                                                        10	
  
Free	
  space	
  path	
  loss	
  
                                       Seems	
  to	
  say	
  more	
  	
  ,	
  more	
  loss	
  

But	
  this	
  equa@on	
  encapsulates	
  two	
  effects:	
  
    Actual	
  path	
  loss	
  (independent	
  of	
  frequency!	
  )	
  
    Receiving	
  antenna	
  aperture	
  (assumed	
  to	
  be	
  ½	
  wavelength)	
  




                                                                                                 11	
  
Free	
  space	
  path	
  loss	
  
                                                Seems	
  to	
  say	
  more	
  	
  ,	
  more	
  loss	
  

But	
  this	
  equa@on	
  encapsulates	
  two	
  effects:	
  
    Actual	
  path	
  loss	
  (independent	
  of	
  frequency!	
  )	
  
    Receiving	
  antenna	
  aperture	
  (assumed	
  to	
  be	
  ½	
  wavelength)	
  

    5	
  GHz	
  photons	
  go	
  just	
  as	
  far	
  as	
  50-­‐700	
  MHz	
  photons	
  !	
  




                                                                                                          12	
  
Refrac@on	
  and	
  reflec@ons	
  




          Shorter	
  wavelength	
  -­‐	
  more	
  reflec@ons,	
  refrac@on	
  
          	
  “Mul@Path”	
  	
  “Ghosts”	
  if	
  a	
  single	
  receiver	
  


                                                                             13	
  
MIMO:	
  Mul@ple	
  Input	
  Mul@ple	
  Output	
  
•  Mul@ple	
  paths	
  improve	
  link	
  reliability	
  and	
  increase	
  
   spectral	
  efficiency	
  (bps/Hz),	
  range	
  &	
  direc@onality	
  




                                                                          14	
  
Beamforming	
  
~2014:	
  	
  >300	
  Mbps	
  Wi-­‐Fi	
  to	
  ~1	
  Km	
  
	
  	
  	
  at	
  mass	
  market	
  prices	
  …	
  


   4x4	
  MIMO	
  
      with	
  8	
  	
  
    antenna	
  	
  
    elements	
  




                                                              15	
  
Beamforming	
  
~2014:	
  	
  >300	
  Mbps	
  Wi-­‐Fi	
  to	
  ~1	
  Km	
  
	
  	
  	
  at	
  mass	
  market	
  prices	
  …	
  


   4x4	
  MIMO	
  
      with	
  8	
  	
  
    antenna	
  	
  
    elements	
  




                                                              16	
  
Beamforming	
  
~2014:	
  	
  >300	
  Mbps	
  Wi-­‐Fi	
  to	
  ~1	
  Km	
  
	
  	
  	
  at	
  mass	
  market	
  prices	
  …	
  


   4x4	
  MIMO	
  
      with	
  8	
  	
  
    antenna	
  	
  
    elements	
  




                                                              17	
  
MIMO	
  &	
  Beamforming	
  
•  Ideal	
  antenna	
  element	
  	
  
   separa@on	
  >=	
  ½	
  wavelength	
  
    –  2.1	
  meters	
  at	
  70	
  MHz	
  
    –  21	
  cm	
  at	
  700	
  MHz	
  
•  But	
  only	
  
    –  2.5	
  cm	
  for	
  5.8	
  GHz	
  Wi-­‐Fi	
  

                                                          Ruckus	
  Wireless	
     Wavion	
  Networks	
  



                             D-­‐Link	
  DAP-­‐2553	
  

                                                                                                      18	
  
Thank	
  You	
  
  Brough	
  Turner	
  
  brough@netblazr.com	
  

The Significance of TV White Spaces

  • 1.
    Significance     of  TV  White   Spaces   Brough  Turner   netBlazr   brough@netblazr.com  
  • 2.
    Disclaimer   •  I  look  forward  to  great  things  from  TVWS   •  I  am  worried  adop@on  will  be  slowed  by:   –  Law  suits   –  Restric@ve  requirements  for  an  antenna’s   Height  Above  Average  Terrain  (HAAT)   –  Adjacent  channel  restric@ons  limit  urban  use   and  limit  the  poten@al  market  size   •  But  Carl  invites  me  because  I’m  disrup@ve!   4  October  2010   2  
  • 3.
    Long  term  significance   •  License-­‐exempt  access  to  otherwise   unused  spectrum,  on  a  secondary  use   basis,  despite  powerful  vested  interests   4  October  2010   3  
  • 4.
    Long  term  significance   •  License-­‐exempt  access  to  otherwise   unused  spectrum,  on  a  secondary  use   basis,  despite  powerful  vested  interests   •  20  year  dream:    similar  access  to  unused   spectrum  between  3  GHz  and  9  GHz   •  Why?    Higher  spectrum  more  useful  !   4  October  2010   4  
  • 5.
    Spectrum  Myths          TV  Spectrum  is  “beach  front”  spectrum   5  
  • 6.
    Spectrum  Myths          TV  Spectrum  is  “beach  front”  spectrum   •  Based  on  20th  century  technology,  not  physics!   –  Travels  farther  thru  the  air  –  No!   –  Thru  windows  –  roughly  the  same   –  Goes  thru  masonry  –  yes,  with  50,000  waas!   6  
  • 7.
    Higher  frequency   • Tighter  Fresnel  zone   •  Less  clearance  required   4  October  2010   7  
  • 8.
    Noise   4  October  2010   8  
  • 9.
    Free  space  path  loss   9  
  • 10.
    Free  space  path  loss   Seems  to  say  more    ,  more  loss   10  
  • 11.
    Free  space  path  loss   Seems  to  say  more    ,  more  loss   But  this  equa@on  encapsulates  two  effects:     Actual  path  loss  (independent  of  frequency!  )     Receiving  antenna  aperture  (assumed  to  be  ½  wavelength)   11  
  • 12.
    Free  space  path  loss   Seems  to  say  more    ,  more  loss   But  this  equa@on  encapsulates  two  effects:     Actual  path  loss  (independent  of  frequency!  )     Receiving  antenna  aperture  (assumed  to  be  ½  wavelength)   5  GHz  photons  go  just  as  far  as  50-­‐700  MHz  photons  !   12  
  • 13.
    Refrac@on  and  reflec@ons   Shorter  wavelength  -­‐  more  reflec@ons,  refrac@on     “Mul@Path”    “Ghosts”  if  a  single  receiver   13  
  • 14.
    MIMO:  Mul@ple  Input  Mul@ple  Output   •  Mul@ple  paths  improve  link  reliability  and  increase   spectral  efficiency  (bps/Hz),  range  &  direc@onality   14  
  • 15.
    Beamforming   ~2014:    >300  Mbps  Wi-­‐Fi  to  ~1  Km        at  mass  market  prices  …   4x4  MIMO   with  8     antenna     elements   15  
  • 16.
    Beamforming   ~2014:    >300  Mbps  Wi-­‐Fi  to  ~1  Km        at  mass  market  prices  …   4x4  MIMO   with  8     antenna     elements   16  
  • 17.
    Beamforming   ~2014:    >300  Mbps  Wi-­‐Fi  to  ~1  Km        at  mass  market  prices  …   4x4  MIMO   with  8     antenna     elements   17  
  • 18.
    MIMO  &  Beamforming   •  Ideal  antenna  element     separa@on  >=  ½  wavelength   –  2.1  meters  at  70  MHz   –  21  cm  at  700  MHz   •  But  only   –  2.5  cm  for  5.8  GHz  Wi-­‐Fi   Ruckus  Wireless   Wavion  Networks   D-­‐Link  DAP-­‐2553   18  
  • 19.
    Thank  You   Brough  Turner   brough@netblazr.com