平流層通信是指用位于平流層的高空平臺電臺(High Altitude Platform Stations,HAPS)代替衛星作為基站的通信，平臺高度距地面17km~22km?？梢杂贸浜わw艇、氣球或飛機作為安置轉發站的平臺。若其高度在20km，則可以實現地面覆蓋半徑約500km的通信區。若在平流層安置250個充氦飛艇，可以實現覆蓋全球90%以上人口的地區。平流層通信系統和衛星通信系統相比，費用低廉、延遲時間小、建設快、容量大。它是在研究中的一種通信手段
平流層信息系統
平流層信息系統一般是指用位于平流層空間輕于空氣的、準靜止長駐空的飛艇作為平臺，裝載一定的有效信息載荷，配合各種地面通信和終端設備所構成的系統，簡記為ＳＣＳ。平流層平臺所處的空間處于各種通信衛星和地面接力通信站之間，是地球上空一片尚未開墾的“處女地”，它的開發對未來通信發展具有極大的意義。平流層信息平臺（一般高度為二十幾公里）和通信衛星一樣位于地球的上空，但它不屬于衛星通信，因為按定義，“衛星是一個繞著另一個絕對質量占優勢的物體運動，它的運動在初期而且以后，永遠由那一個物體的引力所決定的物體”。平流層通信業務也不屬于空間無線通信，因為ＩＴＵ定義的空間站是一種位于某一目標，且該目標超過或可能超過地球大氣主要范圍的站。平流層通信也不應屬于移動通信，因為它的大多數用戶終端的位置是固定的。有較多的理由把它看作是一種高密度固定業務（ＦＳ），因為它的功能很像高山頂的一個轉發站。因而ＩＴＵ建議把它叫做“高空平臺站”，簡記為ＨＡＰＳ。 把平流層通信系統的屬性弄清楚在管理上是很必要的?？紤]到它屬于固定業務的范疇，因此ＩＴＵ決定把可能分配給這種業務的47ＧＨｚ／48ＧＨｚ波段分配給ＨＡＰＳ使用。目前這個波段已被認為是平流層通信系統的主要頻段，但由于這個頻段的雨雪衰減較大，問題較多，因而不少國家正在研究采用其它頻段。
利用高空氣球或氣艇進行通信的想法由來已久，為什么最近幾年驟然升溫，一些發達國家競相投資進行研究呢? ８０年代是衛星技術日益成熟并廣泛應用于通信廣播以及導航和定位領域的時代。因此人們很容易認為，衛星網絡將是未來通信，特別是移動通信的主要手段。但科技人員早就知道，雖然同步通信衛星覆蓋范圍寬、通信容量大，能夠傳送大量的數據并組成跨越各大洲的數據通路，但是它的延時大，建造費用高。和地面網絡相比，它不適用于把正在迅速興起的“通信計算機”和骨干網連接起來，提供實時、交互的寬帶業務；它能夠提供大容量的下行通道，但地面用戶終端的上行通道卻很難拓寬，因為費用太高，一般用戶，如小辦公室或家庭辦公室甚至中小企業都難以負擔。在這種情況下低軌通信衛星網的方案應運而生。近十年來這種方案似乎是能夠實現“隨時隨地在任何人之間互通信息”的個人通信的唯一可行方案，可把全球各處每個用戶都連接起來。但是隨著研究工作的深入開展，問題不斷顯露。這種系統不但費資巨大，組成及操作復雜，效率不高，各個衛星運行的大部分時間都在海洋、荒漠或人煙稀少地區。而且終端機的價格昂貴，技術上也具有較大風險。不少問題事先較難預料，只能在整個衛星星座組成、系統運行之后才可能被發現、被認識，對于系統的維護與完善來說，這顯然是太遲了。在設計系統時，不可避免的一些局部毛病或某些環節的問題都將對整個系統的運行產生影響，從而難以實現預期收益。正在建造的銥星系統所遇的困難就是“前車之鑒”。
平流層通信是指用位于平流層的高空平臺電臺(High Altitude Platform Stations,HAPS)代替衛星作為基站的通信，平臺高度距地面17km~22km?？梢杂贸浜わw艇、氣球或飛機作為安置轉發站的平臺。若其高度在20km，則可以實現地面覆蓋半徑約500km的通信區。若在平流層安置250個充氦飛艇，可以實現覆蓋全球90%以上人口的地區。平流層通信系統和衛星通信系統相比，費用低廉、延遲時間小、建設快、容量大。它是在研究中的一種通信手段
平流層信息系統
平流層信息系統一般是指用位于平流層空間輕于空氣的、準靜止長駐空的飛艇作為平臺，裝載一定的有效信息載荷，配合各種地面通信和終端設備所構成的系統，簡記為ＳＣＳ。平流層平臺所處的空間處于各種通信衛星和地面接力通信站之間，是地球上空一片尚未開墾的“處女地”，它的開發對未來通信發展具有極大的意義。平流層信息平臺（一般高度為二十幾公里）和通信衛星一樣位于地球的上空，但它不屬于衛星通信，因為按定義，“衛星是一個繞著另一個絕對質量占優勢的物體運動，它的運動在初期而且以后，永遠由那一個物體的引力所決定的物體”。平流層通信業務也不屬于空間無線通信，因為ＩＴＵ定義的空間站是一種位于某一目標，且該目標超過或可能超過地球大氣主要范圍的站。平流層通信也不應屬于移動通信，因為它的大多數用戶終端的位置是固定的。有較多的理由把它看作是一種高密度固定業務（ＦＳ），因為它的功能很像高山頂的一個轉發站。因而ＩＴＵ建議把它叫做“高空平臺站”，簡記為ＨＡＰＳ。 把平流層通信系統的屬性弄清楚在管理上是很必要的?？紤]到它屬于固定業務的范疇，因此ＩＴＵ決定把可能分配給這種業務的47ＧＨｚ／48ＧＨｚ波段分配給ＨＡＰＳ使用。目前這個波段已被認為是平流層通信系統的主要頻段，但由于這個頻段的雨雪衰減較大，問題較多，因而不少國家正在研究采用其它頻段。
利用高空氣球或氣艇進行通信的想法由來已久，為什么最近幾年驟然升溫，一些發達國家競相投資進行研究呢? ８０年代是衛星技術日益成熟并廣泛應用于通信廣播以及導航和定位領域的時代。因此人們很容易認為，衛星網絡將是未來通信，特別是移動通信的主要手段。但科技人員早就知道，雖然同步通信衛星覆蓋范圍寬、通信容量大，能夠傳送大量的數據并組成跨越各大洲的數據通路，但是它的延時大，建造費用高。和地面網絡相比，它不適用于把正在迅速興起的“通信計算機”和骨干網連接起來，提供實時、交互的寬帶業務；它能夠提供大容量的下行通道，但地面用戶終端的上行通道卻很難拓寬，因為費用太高，一般用戶，如小辦公室或家庭辦公室甚至中小企業都難以負擔。在這種情況下低軌通信衛星網的方案應運而生。近十年來這種方案似乎是能夠實現“隨時隨地在任何人之間互通信息”的個人通信的唯一可行方案，可把全球各處每個用戶都連接起來。但是隨著研究工作的深入開展，問題不斷顯露。這種系統不但費資巨大，組成及操作復雜，效率不高，各個衛星運行的大部分時間都在海洋、荒漠或人煙稀少地區。而且終端機的價格昂貴，技術上也具有較大風險。不少問題事先較難預料，只能在整個衛星星座組成、系統運行之后才可能被發現、被認識，對于系統的維護與完善來說，這顯然是太遲了。在設計系統時，不可避免的一些局部毛病或某些環節的問題都將對整個系統的運行產生影響，從而難以實現預期收益。正在建造的銥星系統所遇的困難就是“前車之鑒”。
平流層信息系統就是在上述情況下提出的。從理論上說，這種新型的通信體制基本上具有已有各種通信體制的優點，而沒有它們的缺點。它的延時小、造價低，只用一個平臺就可以獨立地實現一個地區的通信，也可以由若干個平臺構成地區性的，甚至是全球性的信息網絡，提供實時、交互式的寬帶通信。當然要使這種系統付諸實用，也還有不少技術和組織問題需要解決。但在科學技術高度發展的今天，這些技術問題有的已經解決了，有的在近期內也是可以解決的。因而，一些技術先進國家先后成立機構，開展研究，預計３～５年內將把這種新通信系統投入應用。這種情況我們應該重視。
平臺位置穩定問題
平流層中的氣流隨季節和地域而變化，夏季低緯度地區氣流比較穩定，平均風速為10ｍ／ｓ～40ｍ／ｓ。平臺將隨風飄動，必須設法平衡風力作用使平臺保持穩定，這是平流層平臺和衛星的根本差別，也是輕于空氣的氣艇一直未能用于通信系統的基本原因。 對平流層位置穩定度的要求目前還沒有確定。1997年ＳＳＩ公司曾提出穩定度為±40ｍ，這是很高的指標，實際上很難做到。如何對平臺三維穩定度提出合理要求是一個必須研究的課題。對地面用戶而言，平臺位置變化對用戶接收電平有直接影響，接收天線有效面積越大，方向性越好，則接收電平隨平臺位置變化也越大。在整體設計時對各個子系統的要求應合理安排，不能對某一指標（例如平臺穩定度）要求過高。目前一般認為平臺位置穩定度以幾百米的量級計比較合適。日本計劃于2005年前投入應用的平臺，其穩定度暫定為±1000ｍ；2008年爭取提高至±200ｍ。
平臺覆蓋區及其應用
高空平臺作為一個承載工具可以有各種應用，如通信、廣播、遙感或科學探測等等。本文以通信為例介紹有關特點和問題。 平臺通信業務的覆蓋區域決定于覆蓋區邊緣至平臺的仰角，仰角越小，覆蓋區越大，但覆蓋區內不同地點的用戶至平臺之間的距離差別也越大。ＳＳＩ公司把平臺視線所及的整個覆蓋區分為市區、近郊區和遠郊區，各區邊緣至平臺的仰角分別為θ＝30°、１0°和0°，各區半徑分別為0、125和540ｋｍ，每個覆蓋區又分為700個蜂窩小區，三個覆蓋區共有2100個小區，按7個小區可重復使用同一個頻率計算，頻段再用率為300。在ＩＴＵ所指定的47～48ＧＨｚ頻段中其可使用的頻帶為300ＭＨｚ，按每赫茲１比特的調制效率計算，可提供150萬個64ｋｂｉｔ／ｓ的實時信道。假定每個用戶平均每天通話2.4小時，則一個平臺可有600萬個64ｋｂｉｔ／ｓ的數字電話用戶，或150萬個碼率為250ｋｂｉｔ／ｓ的寬帶用戶，或18.75萬個碼率為2Ｍｂｉｔ／ｓ的Ｅ１用戶。
日本提出一種把平流層系統與其它地面寬帶系統（如美國ＡＴＭ Ｆｏ-ｒｕｍ建議的“無線ＡＴＭ系統”和日本的ＭＭＡＣ系統）相結合的方案。計劃用100～200個平臺構成一個覆蓋日本全境的網格形網絡，每個平臺覆蓋面積為40×40ｋｍ2（劃分為64個直徑5ｋｍ的蜂窩），相鄰的平臺用光通道相連，通信容量極大，魯棒性也好，因為從信源至任何終端都可以有很多路由可供選擇。這種網絡的用途也很廣，采用30ＧＨｚ頻段時，可以適用于144ｋｂｉｔ／ｓ的移動終端、32Ｍｂｉｔ／ｓ的便攜式終端，或高于620Ｍｂｉｔ／ｓ的固定終端。他們認為：這種平臺系統還可以實現通過無線接入直接把信息送達各種用戶終端，解決“最后一公里”的問題，其價格遠低于光纖到戶，是一種具有極高競爭力的建設信息基礎設施的新型通信體系。 97年ＩＴＵ通過把47ＧＨｚ～48ＧＨｚ頻段、寬度為600ＭＨｚ的頻帶分配給平臺固定業務使用。這個頻段的特點是波長短，天線尺寸小，但雨雪衰減大。目前美日有關機構都在努力爭?。桑裕盏?000年會議上能安排其它頻段，如2、10、20、30ＧＨｚ等供平臺系統使用。
平流層信息平臺的營建是一個巨大的系統工程，涉及能源、材料、大氣環境、和空氣動力學（稀薄氣體條件下的），以及平臺的位置保持、姿態穩定等控制技術和放飛、回收等問題。平臺的有效載荷是各種電子信息系統。與平臺本身相比，信息技術比較成熟，但作為一種新的通信體制卻仍有許多重要問題需深入研究。頻段的確定是關鍵問題之一。此外電子系統如何與平臺的能源、溫度壓力和保持穩定等支持系統相適應，如何與其它各種通信系統，如地面通信系統，衛星通信系統等相兼容，構成能互連互通互操作的信息基礎設施，都是必須研究解決的問題。這些問題大多需要從基礎研究著手，從理論上加以解決。 平臺的建造也是一個實踐性很強的項目，不少問題必須在實踐中反復試驗，不斷改進，才能使系統更為完善。近幾年來國外有關單位圍繞平臺的建造，投入了巨大的人力，物力，組織了幾乎涉及全社會各方面的機構（包括科研，金融，制造廠商等），開展了范圍廣泛的多學科研究和多行業的協作配合，開發這個可用于通信的尚未開墾的“處女地”。 可以預期，這種新通信體系的建立已指日可待。我們可及早抓住機會，開展有關工作，爭取這種新型的通信系統能早日應用，為中國信息基礎建設增添一份力量。