留白非白

隨時隨地任意連接的「超級WiFi」即將實現，有賴中大黃建偉教授的研究成果。

黃教授致力研究白頻譜，即無線電頻譜中，牌照持有者未盡用的頻譜資源。他尤其着眼於廣播電視業務的白頻譜。電視牌照由通訊事務管理局分配，各牌照涵蓋廣大的面積，造成「空隙」的出現，例如一個電視台可以在美國懷俄明州廣播但不能覆蓋整個國家。這個特定位置中頻譜的空白部分就是「白頻譜」。同樣地，電視台也不一定全日二十四小時廣播，所以在同一位置，白頻譜可能在特定時間出現，其他時候則消失。

隨着無線通訊發展一日千里，適合作電訊的無線電頻譜變得緊絀。另一方面，愈來愈多人轉為收看有線電視和網絡電視，對無線電視廣播的需求日漸減少。換言之，傳統電視台漸趨式微，過去電視廣播所使用的頻譜日益閒置。如何使用這些騰出來的頻譜，現階段幾乎沒有規管。

電視廣播部分的頻譜擔當重要角色，因為它能迅速地遠距離傳輸資訊。當這個頻譜共用時，使用者的數目和所使用的資訊量會影響通訊質素。黃教授表示，電視頻譜被視為「黃金頻譜」。

白頻譜是寶貴的資產，但覆蓋分布可能不均衡。頻譜是免費的，若規管當局批准，商家可提供便捷的使用途徑。但白頻譜難以掌握，要找到能賺錢的商業模式並不容易，令營運商沒有太大動機好好利用白頻譜。問題的關鍵在於為營運商提供獲利動機，追蹤每個準確位置的頻譜中哪些部分正在使用。

黃教授對白頻譜的研究結合了經濟學和通訊學。他專注研究「白頻譜經濟學」，建立新的營運模型，為營運商創造新的商機，善用白頻譜來獲取收益。

教授在論文中指出，解決方法是基於建設白頻譜資料庫的概念，創造商業模型，讓用戶得以識別頻譜中空白的部分，用作流動電話通話和視頻串流等通訊。這個概念包括訂立使用電視白頻譜的專屬合約，以及建立共用頻譜的巿場機制。這樣有助營運商建立優於傳統上網服務的超級WiFi網絡，用戶可享受電視頻譜的更佳資訊傳輸速度與品質。

微軟在公司基地建設了兩個迷你塔，利用電視頻譜向員工廣播資訊，示範了如何善用白頻譜。微軟之外，其他公司也部署建設更多白頻譜基站，利用這些高性能基站實現資訊遠距離傳輸，覆蓋範圍更廣。

黃教授是中大信息工程學系副教授。十五年前他在芝加哥西北大學博士研究期間，已開始研究頻譜共用經濟學。黃教授提出的商業模式讓營運商可以向用戶提供白頻譜可用情況與品質資訊，例如哪些通道在何時何地可使用、同時有多少用家。用戶可選擇不同傳輸速度的通道，數據量愈多，付費愈高。

舉例說，收取電郵未必需要太多頻寬，但串流一部電影就需要大量頻寬。資料庫可以告知電郵用戶能以較便宜價錢使用通道21和22，而串流者則付出更高費用使用通道23或24。谷歌和微軟等公司自然積極發展這些資訊，而這領域亦有專業供應商如Spectrum Bridge等崛起。

目前為止，美國、英國和新加坡已訂立規管白頻譜的條例，將白頻譜視為公共頻譜，只要不影響傳統廣播便可。黃教授一直與香港政府討論使用白頻譜，並已就此技術應用聯絡中國政府。

黃教授說：「香港和內地在規管白頻譜方面比歐洲和美國落後。如果西方國家已完成測試，我們應盡快行動爭取後來居上，而不是跟着別人走。」

倘中英文版本出現歧義，概以英文版本為準。

 

本文出自中大主網頁（2016年5月）

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黃建偉 信息工程學系 工程學院 電信 教授