中国电信北京研究院 孙震强
HAPS概念及优势
根据ITU的定义，HAPS（HighAltitudePlatformStation）通信系统是一种位于平流层的无线基站，通过位于20km～50km高空的电台向地面用户提供固定和移动业务，是一种良好的具有潜在应用价值的无线接入手段。高空平台（HAPS）通信系统的出现被认为是通信领域的一种革命性变革，虽然目前在ITU的划分中还属于地面通信范畴，但今后它有可能成为地面通信和卫星通信之外的第三种通信系统。
HAPS的出现主要是为了降低卫星通信系统和地面通信系统的昂贵花费，同时也考虑到了减小对人体的电磁辐射等原因，ITU认为这是一种适合发展中国家采用的技术。
将传播高度定位在平流层，主要是由其传播特性决定的。在这一高度，空气比较稀薄，只有海平面的百分之几，浮力小但气流稳定，同时风速较小：仅为40m/s（东西向），此外这还是一个未开垦的空间。
在应用方面，主要的应用目标是对地监测、导航定位、宽带通信，包括固定和移动通信等等。
HAPS与卫星通信、地面通信相比有许多明显的特点，与卫星通信系统相比，其优势是高容量和高频谱利用率以及时延比较小，具有相对比较容易建设维护和升级，又处于国境之内，容易管理和协调的优势。与地面通信相比，HAPS具有超大覆盖的特点，发射功率可以相对低一些，同时也具有容易升级和快速建设的特点，在发生灾难时不容易受到破坏。
HAPS系统的关键技术
首先是飞行器技术和能源及飞行器控制技术：HAPS可以使用多种多样的飞行器如气球、飞艇等等，大体可以分为两类，一种是重于空气的飞行器（HGA），一种是轻于空气的飞行器（LGA），目前轻于空气的飞行器尚不能升到平流层。同时，能源的供给及平台的稳定技术也是一个难题。虽然平流层的风速在10m/s～40m/s，但保持平台位置稳定度在几百米内也是不容易的。
其次是在平台移动的条件下的通信保障技术。如人们必须研究天线波束摆动模型以及非稳定条件下的软切换算法，如阻塞率、掉话率的控制等。
最后是传输信道的保证技术。要针对大气层损耗特点进行相关的研究。此外，系统间干扰也需要进行研究。因为，HAPS与地面通信和卫星通信都有可能产生干扰。此外，HAPS对天线技术要求较高。
HAPS的频率划分
1997年世界无线电大会划分47.2GHz～47.5GHz（下行），47.9GHz～48.2GHz（上行）共计600MHz为其可以使用的频率。2000年世界无线电通信大会进而规定HAPS可以用于第三代移动通信IMT－2000系统中（根据WRC－2000第221号决议，在第一区和第三区的1885MHz～1980MHz、2010MHz～2025Mhz和2110MHz～2170MHz频带，第二区的1885MHz～1980MHz和2110MHz～2160MHz频带，可以利用高空平流层电台提供IMT－2000业务）。针对WRC－1997为HAPS技术在47/48GHz频段划分频率，应用较为困难的情况，提出考虑到雨衰影响，建议研究使用18GHz～32GHz范围中的频段，特别是考虑使用27.5GHz～28.35GHz、31.0GHz～31.3GHz频段。本次大会决定对上述频率使用的可行性以及与其他无线电业务的共用条件继续开展研究，下次世界无线电通信大会将继续讨论决定HAPS的频率使用问题。
HAPS在国际上的进展
美国：NASA、SKYTOWER等公司为主，“911”后，美国政府大力支持，政府进行项目招标，计划沿边界线部署，用于安全等目的。
日本：平流层通信平台开发协会为主导，进行官产学联合实验。
欧洲：欧洲航天局和英国政府资助进行相关研究。HeliNet宽带通信应用。
韩国：政府组织，和美国联合，分三个阶段（03/07/10），进展迅速。日美进行了联合试验，以太阳能作动力飞行的太阳能飞机“PathfinderPlus”上搭载了数字高清晰度电视转播设备和第3代手机IMT－2000的基站设备，滞留在夏威夷的20km高空。
中国：清华大学在建校90周年时进行了一次演示，使用氦气飞艇、汽油引擎螺旋桨在300M高空持续飞行2小时演示了带有QoS机制的视频会议系统.
结 论
虽然HAPS系统近来发展迅速，但迈向实用化的道路却很遥远，其中最大的课题就是飞机与飞艇的建造工作。作为真正平流层平台的飞艇要比飞机的载重量更大，目前世界上还没有这样的飞艇。
此外，HAPS是高风险、高投资项目，不是一般的商业运作，需要政府和军方的大力支持。现有的HAPS技术尚不成熟，由于没有进行过较大规模的技术试验，系统的稳定性、安全性和可靠性都无从保证。我们应深入研究共存技术和规则，为将来的商业化做准备。
平流层平台与那些随着新技术的问世就被淘汰的技术不同，作为通信/广播基础设施的支柱，有望作为更为根本的基础设施发挥作用。此外，平流层平台成为第3代手机基础设施的可能性不太大，但也许在第4代手机中能够被应用。
HAPS与卫星通信、地面通信的比较
摘自 人民邮电报
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