现有频谱管理机构主要采用静态的频谱分配方法,将特定条块的频谱指派给特定的无线接入网络应用。这些频谱块大小一定,中间间隔一定的保护频段,被分配给具有执照的不同运营商(授权用户)使用一定的期限,使用期满后将被重新分配。静态频谱分配具有策略简单、易于管理等优势,然而静态分配下的频谱利用率却相对低下,无法满足人们日益增长的对于无线数据通信的需求。因此,人们提出了动态频谱分配这一概念,通过动态地将频谱分配给不同的用户,从而提高频谱的利用率。目前,利用白频谱(空闲的电视频段的信道)进行通信已经成为了一种有效的缓解频谱紧张的手段。尽管在过去的几年中,学者们对在室外利用白频谱的情况进行了大量的研究,但是对于室内白频谱的研究却少有人涉及。仅有的针对室内白频谱的工作仅仅涉及到了非常基础的应用,所设计的系统没有办法满足实际需求。在本篇论文中,我们首先设计了一个基于USRP的电视频谱能量监测仪,并且分别在南京和上海的不同室内环境中对室内电视频谱进行了一系列测量。基于测量数据,我们分析了室内电视信道的特性,得到了其“时-空-频”三维关联性,并且根据所得到的特性设计了两个实用性室内白频谱探测系统,分别解决了系统效率和系统实现复杂度两方面的问题。第一个系统是一个高效的室内白频谱探测系统,叫做FIWEX。FIWEX基于室内白频谱在不同地点、不同频段间的线性相关关系,通过利用压缩感知和分组算法实现了用更少的室内频谱扫描仪得到更高的测量准确度;同时,我们利用分组的方式寻找合适的频谱扫描仪布设位置,实现了扫描仪位置的优化。第二个系统TIME是一个免于训练的室内白频谱探测系统,致力于减轻室内白频谱探测系统的布设复杂度。TIME不需要事先采集任何训练数据,利用贝叶斯压缩感知和差分熵两个工具进行频谱扫描仪的布设和室内白频谱地图的构建,在不基于任何训练数据的情况下依然实现了与给基于训练集的系统相当的性能。我们建立了系统模型,并且基于真实数据做了大量的实验来测试上述两个系统的性能。实验结果显示,FIWEX比之前系统减少了51.2%的误检率和30%的漏检率;TIME在没有任何训练数据的情况下依然能实现与之前基于训练数据的系统相当的性能。