高空平台通信系统发展现状与前景

郎保真，孙震强

（1.中国信息通信研究院，北京 100191；2.中国电信股份有限公司研究院，北京 102209）

0 引言

大气平流层（12～50 km）其下为普通航空飞行器的飞行区域，其上为卫星、航天飞行器的区域。在平流层，空气对流运动小，温度和湿度适宜，空气稀薄，适合飞行器平稳飞行。位于平流层的高空平台（HAPS,High Attitude Platform Station）飞行高度高、机动灵活、成本低、部署周期短，具有多种用途，不但具备传统航空、航天飞行器的诸多优点，同时还具备自身独特的能力优势，一定程度上具有“伪卫星”应用特征，当其搭载通信载荷开展应用时，可提供超视距、大容量、机动灵活的通信服务。

高空平台通信网络可以使用普通的地面移动终端，是包括5G 网络在内的地面通信网络和天基通信网络的重要补充和加强，是解决沿海、山地等复杂地形条件下的“宽带通”、“远程通”和“动中通”的有力手段，特别适用于5G 移动通信的基站回传和广域覆盖。近中期可以用于应急通信场合，中长期可以作为移动通信基础网络的一部分。

1 高空平台定义和基本架构

（1）定义

根据国际电信联盟的定义，高空平台是指位于距地球20～50 km 高度，并且相对于地球一个特定的标称固定点的平台。高空平台通信系统是指利用高空平台作为载具，提供通信服务的系统[6]。

（2）高空平台通信系统基本架构

典型的高空平台通信系统通常由关口站、高空平台和固定/移动用户终端构成。

典型的高空平台通信系统示意如图1 所示。

图1 高空平台通信系统

高空平台作为转发平台，可以通过对无线电信号的转发起到延伸网络覆盖的作用，为没有地面通信设施（光纤、微波等）的地方提供网络服务。……