Có nhiều khoảng băng TV thì còn trống rất nhiều trên nhiều khu vực. Như băng TV 6 MHz có thể sử dụng cho truyền dữ liệu. Bởi vì các băng TV thì hầu hết trong phổ tần số thấp (ví dụ 54-862 MHz ở nam Mĩ và 41-910 MHz trên quốc tế) nên sự truyền các thông số thì phù hợp hơn cho sự truyền trong dải dài. Chuẩn IEEE 802.22 được hướng đến kĩ thuật trong khu vực mang không dây, mà nó hứa hẹn sẽ cung cấp cho các thiết bị di động trong khu vực mà bán kính có thể lên đến 100km. Bởi vì chuẩn IEEE 802.22 thì dựa trên hệ thống băng TV nên hệ thống CR phù hợp sẽ được dùng để tránh nhiễu đến các dịch vụ đã đăng kí.

Hệ thống kiến trúc của chuẩn IEEE 802.22 dựa trên WRAN thì tương tự như mạng truy cập không dây băng rộng (broadband wireless access (BWA)) như IEEE 802.16 WiMAX. Trong thực tế, một WRAN thì dựa trên kết nối điểm - đa điểm mà trong đó các trạm gốc BS điều khiển tất cả các kết nối.

• Lớp vật lý trong 802.22

Trong lớp vật lý, sự truyền dẫn của chuẩn IEEE 802.22 thì hướng đến các tần số mà dựa vào truy cập dồn tần số trực giao (OFDMA). Ghép các băng TV có thể được sử dụng 1 cách hợp lý để tăng cường dung lượng của hệ thống bằng cách sử dụng kĩ thuật liên kết kênh truyền. Kênh truyền liên kết là kĩ thuật sử dụng bộ ghép kênh cho sự truyền dẫn của dòng dữ liệu đơn. Một kĩ thuật tương tự được dùng là chuẩn IEEE 802.11 dựa trên WLAN. Hệ thống và mã phù hợp từ 0.5 bit/symbol/Hz đến 5 bit/symbol/Hz sẽ được cung cấp cho chuẩn này. Một mạng IEEE 802.22 thì được mong đợi sẽ cung cấp hơn 10 người dùng trên 1 mạng tế bào với đường truyền lên và truyền xuống với lưu lượng lần lượt là 1.5 Mbps và 384 kbps.

Hình 1: Kết cấu siêu khung trong chuẩn IEEE 802.22

Hình 2: Kết cấu một khung IEEE 802.22

• Lớp MAC trong 802.22

Hình trên đã chỉ ra cấu trúc khung của lớp MAC trong IEEE 802.22. Tại nơi bắt đầu của khung, thông tin phần đầu của khung superframe control header (SDH) thì được truyền đi bởi BS trên những băng TV nào có thể. Phần mở đầu được sử dụng để bảo vệ các dịch vụ truyền thống và trong khi SDH được sử dụng để bởi thiết bị sử dụng đầu tiên CPE (consumer premise equipment) để đồng bộ với BS. Nó bao gồm tất cả các thông tin về CPE để bắt đầu kết nối. Chú ý rằng, bởi vì theo yêu cầu của FCC, thì 2 băng TV còn lại không được sử dụng để tránh nhiễu cho dịch vụ TV.

Và trong một kết cấu khung trong các khung trên được đưa ra như hình. Truyền dẫn trong mỗi khung là các khe thời gian và nó dựa vào sóng mang OFDM. Trong một khung, có dòng lên và dòng xuống của khung con. Một khung phụ dòng xuống bao gồm phần mở đầu để bắt đầu một khung. Sau đó, US-MAP và DS-MAP được dùng để chứng tỏ cấu trúc của dòng lên xuống của khung phụ. Chú ý rằng cấu trúc khung, siêu khung, khung phụ và khối lõi của IEEE 802.22 thì được điều khiển bởi BS.

Để bắt đầu một kết nối với BS, thì một CPE quét và xác định các băng TV trống mà không ảnh hưởng tới các dịch vụ khác. Dựa vào các băng trống này, CPE sẽ quét tín hiệu SCH nhận từ BS. Sau khi nhận SCH, CPE có thể bắt đầu một kết nối bằng cách gửi một xác nhận tới BS. BS cho phép truyền phần lõi và cho phép CPE nhận trên khoảng trống của phổ.

• Cảm biến kênh trong chuẩn IEEE 802.22 

Trong hệ thống 802.22, cả BS và CPE thực hiện cảm biến kênh theo chu kì. Bởi vì cảm biến kênh có thể ở trong khoảng băng hay ngoài khoản băng nên có 2 giao diện được yêu cầu tại CPE. Một anten trực tiếp thì được sử dụng để kết nối với BS, và một anten đẳng hướng thì được dùng để cảm biến phổ. BS hướng dẫn CPE cảm biến băng TV, và kết quả cảm biến sẽ được gửi trở lại cho BS để xây dựng một bản đồ các phổ trống cho các tế bào mà được dùng để quản lý phổ. Giao thức MAC cần được thiết kế để cung cấp các yêu cầu của quản lý phổ bao gồm thay đổi kênh truyền, sự hoãn hay khôi phục kênh, sự bao gồm hay loại trừ của nhiều kênh từ một kênh truy cập.

Để phát hiện một dịch vụ TV truyền thống, hệ thống IEEE 802.22 cung cấp máy cảm biến băng tần thô và cảm biến tinh như hình 1.11.

Hình 3: Cơ chế cảm biến thô và tinh trong hệ thống IEEE 802.22  

Để cải thiện hệ thống cho phù hợp. Cảm biến nhanh (hay gọi là cảm biến thô), ví dụ như cảm biến năng lượng, thì thực hiện trong thời gian ngắn để giảm sự gián đoạn trong truyền dữ liệu. Kết quả của sự cảm biến này được sử dụng để phân tích hoạt động của kênh truyền. Nếu có một năng lượng truyền dẫn được phát hiện, thì hệ thống cảm biến tinh sẽ hoạt động. Giải thuật của cảm biến tinh này sẽ tốn thời gian để xác định các tín hiệu từ dịch vụ nguồn. Cả 2 phương pháp cảm biến thô và tinh này đều đáp ứng được yêu cầu của chuẩn IEEE 802.22. Đặc biệt, tín hiệu TV số với công suất ngưỡng là -116 dBm cũng được phát hiện với xác suất phát hiện gần 0.9 (giá trị lớn nhất của xác suất báo sai là 0.1). Hệ thống dịch vụ thì cần được phát hiện trong vòng không quá 2 giây sau khi dịch vụ này bắt đầu truyền dữ liệu.