[定义]
平流层通信技术就是利用在大气层中的10公里至60公里的平流层内设置电信平台作为中继台站与地面切换/控制中心、入口设备以及大量的用户终端等设备构成一种无线信息网络，向用户提供高速宽带信息业务的技术。它涉及到平流层中继平台(飞机、气球、飞艇)的结构设计及构成材料、平台稳定技术(最关键的技术)、有效通信载荷、天线系统、供电设备、地面切换/控制中心、用户终端等技术领域。除了稳定技术之外，其他技术多为现成技术，问题在于如何将它们有机地综合起来，加以应用。平流层通信具有如下特点：1.造价与用户资费低。平流层通信平台造价约为当前通信卫星平台的50%，而据日本通产省根据通信线路容量等进行综合判断后认为，飞艇通信系统的成本只有静止通信卫星系统的1/10、光缆通信系统的1/5。另外，用户终端及资费也比现有卫星通信系统的低，如"铱"(iridium)卫星通信系统手持机在美国为2500美元，寻呼机为500～600美元，已确定的用户资费大致范围是：在美国内打一个公用电话网固定电话每分钟最高为1.5美元，对于国际电话初步定为每分钟5～6美元，最高的会达7美元，最便宜的在3～4美元之间。而平流层通信系统用户终端约100～200美元，一般用户使用64千比特/秒速率的信道，每分钟资费仅几美分，用户每月费用不到40美元，比目前最便宜的移动通信业务资费还低。2.容量大。据目前预测，在全球人口稠密地区上空的平流层内部250个空中平台(站)，用64千比特/秒的速率可以为15亿用户提供数字电话业务，或用256千比特/秒的速率为3.75亿用户提供视听业务。此外，同现有和计划中的移动通信相比，由于它使用宽带传输，用户等待时间短，传输无任何手工转接问题。3.适应性好，业务多样。平流层通信技术不仅适于人口稠密的大都市、郊区，也适于乡村和边远人口稀少的地区；现可以国内使用，也可以越洋国际使用。业务方式可以是数字电话、传真、电子邮件、视频视听等。业务带宽可宽也可窄，且数据率可变。通常对机动用户端机和小型固定地面终端，信道速率为64千比特/秒，猝发可达2.048兆比特/秒，对固定大增量天线终端信道速率可高达155兆比特/秒。据估计，到2005年，预计全球将有3亿人使用互联网，这些用户大多数更喜欢高速率的无线连接。到2005～2010年，全球的蜂窝电话用户预计将达3.5亿，他们中的大多数也要求由宽带能力来中继。通过平流层通信技术的空中站网点，可使其无线业务与所有互联网和公共交换电话网互换，以满足日后互联网用户和移动蜂窝电话用户高速发展的需要，为互联网转送数据、文体和电视信息，成为同步光纤网、高速局域网、都市地域网以及广域网的重要传输手段。4.覆盖地域大。部署在21公里高的平流层内的一个空中站，可以覆盖88万平方公里的地域。空中站高度的增减，覆盖地域也随之增减。5.空中站可以回收再使用，对环境不会产生污染，也不存在太空垃圾问题。此外，平台若出现故障返回地面维修比卫星系统方便，卫星系统一旦发生故障，容易引发灾难性后果。如1998年5月，美国的"银河"4号卫星出现故障，导致美国4400万寻呼机用户中90%的人无法使用。6.地面终端易小型化。与各种卫星系统相比，平流层空中平台因距地面近，地面终端所需电力小，终端易小型化。
[相关技术]信息技术；军事通信技术；航空技术；动力技术
[技术难点]
平流层通信技术中的空中站被认为是许多新技术与独特发明专利的有机结合。除了站的定点稳定保持技术是最关键技术之外，还有平台载体结构材料的研制，此外，在通信信道上还使用了时分多址复用、具有能组合的随机分割多路存取、路由选择、用户识别与用户信息安全保护等。
[国外概况]
利用平流层平台实施通信是一种老设想，具有近20年的历史，早在1982年，美国洛克希德(lockheed corp)公司就完成了类似平台的可行性研究，同时批准了整个平台的设计。这种平台已在空中做过飞行试验，只是由于平台在空中的稳技术未解决，使其难于应用。1994年，美国空中站国际公司(sky station international inc.)首席科学家、华裔学者：艾尔费雷德·王博士(dr. alfred wang)发明了电晕离子推动器(corona ion engine)后，将其与导航星全球定位系统相结合用于平流层空中平台的稳定保持，加上互联网以及移动蜂窝电话网迅速发展的推动，使平流层通信技术成为全球通信领域的一大热点。目前，美国在此领域的研究处于世界领先地位，也是世界上第一个正式认可建立平流层通信系统的国家。1996年10月，美国政府公布了平流层通信使用47吉赫频段。1997年5月，美国联邦通信委员会批准在平流层空中站上使用sky station international inc.发明的电晕离子推进器专利技术作为空中平台的稳定技术，平流层通信技术从此引起许多国家的重视。当美国sky station international inc.提出具体方案，并主张通过国际合作来发展全球平流层通信网络之后，一些发达国家和发展中国家积极响应，从1996年7月到1997年1月的半年中，先后有意大利、澳大利亚、英国、法国、加拿大、阿根廷、印度、菲律宾等国已经参与。1996年10月，美国已向国际电联申请，要求批准它使用40个平流层空中站，以覆盖美国主要城市，并计划从2000年开始，在纽约、洛杉矶、休斯敦等地上空部署，此后，将在印度的加尔各答、新德里、班加罗尔等12个城市上空部署。美国人设想，在第一个空中站开始提供通信业务之后，将以每周发射一个的速率向前推进，希望到2003年，世界上每个国家至少有一部分地区要被覆盖，向它们提供商用多媒体业务。从此之后，各个国家可以根据各自的电信市场需求，发展自己的平流层通信。日本正在建立自己的平流层通信网络，在1997年已放飞过3艘8米长的小飞艇进行试验，1998年又制订了发展计划，从1998年3月开始实施。日本邮政省和科学技术厅希望以此部分取代卫星通信网。日本还专门成立?quot;飞艇通信基地网络化开发协议会"来推动这项计划的实施，打算在5年后使其进入实用化阶段。根据这项计划，日本将在2005年前向平流层发射多达200艘飞艇。飞艇数量最终可能增至300艘作为其全球移动电话网的一部分。
在美国，除了最早从事过平流层通信技术研究的洛克希德公司之外，目前至少还有四家公司在从事这方面的研究工作。它们是：空中站国际公司、安琪儿技术公司、空中卫星通信公司和高空站国际公司。空中站国际公司是由前国务卿亚历山大·黑格参与创建的，主要从事平流层通信技术研究，是推动这项技术向前发展的主要公司。它主张利用本公司已开发的电晕离子推进器来稳定通信平台，并使其在平流层稳定达10年以上，以此作为全球互联网络的骨干组成部分，以1.5兆比特/秒和155兆比特/秒的数据速率分别向网中的机动用户终端和固定用户终端提供信息服务，该公司积极推进有关研究的国际合作。当该公司提出美国第一个平流层空中站方案后，便与一些国际财团签订合同，分别与平流层通信网络制造不同的设备组成部分，如英国的lindstrand气球有限公司(lbl)负责建造飞艇。lbl是世界上最大的飞艇制造商，其设计在48个国家得到肯定，且具有良好的安全记录。意大利的alenia aerospazio公司负责制造空中平台的有效通信载荷，该公司经营世界上最大容量卫星通信生产设备，目前正在生产数十个"全球星"低轨道卫星，它根据1996年8月与空中站国际公司的合同，在7年内将生产250个空中站远程通信有效载荷。法国的thomson-cjf公司则负责地面电子设备和用户终端的制造。安琪儿技术公司设想使用高空远程控制的飞机进行有关试验，并希望在2000年开始在互联网上向消费者提供高速上网服务，该公司估计，它们提供的上网服务传输速率为1.5兆比特/秒，约比标准的模拟调制解调器快50倍，而且资费每月只需40美元左右。
[影响]
由于平流层通信技术具有众多特点，已经引起各国电信界的重视。美国人认为，
它将对电信工业带来革命性的影响，是目前世界上唯一可以用低费用获得机动宽带互联网传输的系统，是发展中国家跃入宽带通信业务、填补与发达国家信息差距的最有效途径。也有人认为它是继卫星通信技术、光纤通信技术以后的又一次重大突破，将对全球通信网络的普及、个人通信业务的实现、多媒体宽带业务的发展产生极大的影响；将平流层空中平台作为中继节点，为区域通信提供机动骨干通信网，可以解决超视距高速、宽带、移动通信的难点，为战术通信的异号传输模式(atm)化提供有效途径；可为战术机动通信突破短波瓶颈提供有力手段；将这种空中平台作为各种侦察、监视传感器(探测器)的运载平台，将为侦察监视提供新的手段等。当然，也应该看到，如果将这种技术用于军事，在战时，信息系统首先将遭致攻击的情况下，其生存能力和抗干扰能力值得研究，因为空中平台庞大，在空中位置固定，且使用的频率严格受限。如美国空中站国际公司提出的第一个平流层空中站，其体积为50米×50米×140米，工作高度为23公里，工作频率为：下行线是47.2-47.5千兆赫，上行线是47.9-48.2千兆赫。空中站体积的大小可以根据市场需求来决定，使其体积可以改变，而频率的选用必须考虑：①频率管理问题，所选频段没有被其他系统和网络占用；②所用技术应使用最小带宽来提供要求的业务；③大气衰减必须小于1分贝/公里；④来自空间基地传感器使用频率的一次谐波干扰最小等等。
