導(dǎo)語：高空平臺通信及網(wǎng)絡(luò)部署技術(shù)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

2017年7月19日，在《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)國家突發(fā)事件應(yīng)急體系建設(shè)“十三五”規(guī)劃的通知》中提OSID：掃描二維碼與作者交流出我國綜合應(yīng)急保障能力目標(biāo)是：“應(yīng)急平臺保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)，天地一體、互通共享的立體化應(yīng)急通信服務(wù)保障網(wǎng)絡(luò)基本形成”[1]。可以看出，建立天地一體化應(yīng)急通信服務(wù)保障網(wǎng)絡(luò)、確保在緊急情況下第一時(shí)間做出響應(yīng)，對提高我國綜合應(yīng)急保障能力至關(guān)重要。目前應(yīng)急通信系統(tǒng)主要基于地面基礎(chǔ)設(shè)施建立，當(dāng)重大自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，易被嚴(yán)重毀壞，短時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)。相比之下，空基和天基通信網(wǎng)絡(luò)由于不受地理?xiàng)l件限制，在應(yīng)急通信中具有不可代替的優(yōu)勢。目前，空中通信主要有低空無人機(jī)通信和衛(wèi)星通信兩種方式。無人機(jī)可以憑借固有的靈活性和機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢來為地面設(shè)備提供無線覆蓋，但是首先無人機(jī)在空中飛行時(shí)間受到機(jī)載能量的限制，其次廣域覆蓋時(shí)，需要部署大規(guī)模無人機(jī)群，而無人機(jī)群協(xié)同、飛控和資源管理將變得極為復(fù)雜。盡管衛(wèi)星可以提供廣域覆蓋，但是其長時(shí)延、大鏈路損耗、高動(dòng)態(tài)拓?fù)洹⒏咴靸r(jià)等特點(diǎn)對于提供快速、穩(wěn)定、靈活部署的應(yīng)急通信并不是最佳選擇。因此，面向廣域應(yīng)急場景，亟需一種快速覆蓋、機(jī)動(dòng)部署、穩(wěn)定可靠的應(yīng)急通信方式。平流層HAP（HighAltitudePlatform，高空平臺）作為一種新型空中通信載體，兼具機(jī)動(dòng)性和廣域覆蓋特點(diǎn)，在應(yīng)急通信領(lǐng)域受到國內(nèi)外高度重視。一般來說，高空平臺有飛艇、氣球、固定翼無人機(jī)等形式，可以根據(jù)目標(biāo)區(qū)域特點(diǎn)、部署成本和網(wǎng)絡(luò)需求選擇合適的平臺形式。由于高空平臺部署于平流層，同時(shí)具有水平和豎直方向兩個(gè)自由度，因此，可以根據(jù)地形特點(diǎn)、用戶分布、業(yè)務(wù)類型和通信需求等條件設(shè)計(jì)高空平臺組網(wǎng)構(gòu)架，通過優(yōu)化高空平臺部署位置和運(yùn)行路徑提升高空平臺網(wǎng)絡(luò)性能。

1高空平臺通信發(fā)展現(xiàn)狀

1.1基本概念。高空平臺通信是指在平流層中，以飛艇、無人機(jī)或氣球等駐空平臺作為無線中繼或空中基站，為地面用戶提供無線信息傳輸和網(wǎng)絡(luò)覆蓋的通信方式。如圖1所示，高空平臺通信系統(tǒng)主要由空中部分和地面部分組成，空中部分主要是機(jī)載系統(tǒng)，即平臺搭載基站設(shè)備，機(jī)載系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng)[2]：通信有效載荷系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)和能量系統(tǒng)。通信有效載荷主要包括全向天線或定向天線、濾波器、功率放大器等。飛行控制系統(tǒng)主要是為了控制平臺的穩(wěn)定性，調(diào)整平臺高度，同時(shí)與地面的控制系統(tǒng)保持聯(lián)系。能量系統(tǒng)包括太陽能板和氫燃料電池等。高空平臺位于平流層，太陽能資源豐富，平臺配備太陽能板，白天吸收太陽能，將其轉(zhuǎn)化成電能提供平臺能源，同時(shí)存儲電能為平臺夜間飛行提供能量。地面系統(tǒng)包括測控站、網(wǎng)關(guān)和地面網(wǎng)絡(luò)。測控站主要監(jiān)測高空平臺位置并將測控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給高空平臺，還承擔(dān)著管理高空平臺網(wǎng)絡(luò)資源分配的任務(wù)。網(wǎng)關(guān)主要通過饋電鏈路實(shí)現(xiàn)高空平臺站之間的互聯(lián)。地面網(wǎng)絡(luò)包括地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)和地基網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營管理中心負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)分配管理，核心網(wǎng)負(fù)責(zé)所有網(wǎng)絡(luò)的接入和評估網(wǎng)絡(luò)性能。1.2高空平臺分類。高空平臺可作為空中基站、中繼站或交換中心，與地面控制設(shè)備、網(wǎng)關(guān)以及不同類型無線用戶終端構(gòu)成移動(dòng)通信系統(tǒng)[3]。根據(jù)為高空平臺提供升力的物理原理，可以將高空平臺分為空氣靜力學(xué)平臺和空氣動(dòng)力學(xué)平臺。空氣靜力學(xué)平臺主要包括氣球和飛艇，它們都是由太陽能為其提供能源動(dòng)力，并帶有推進(jìn)系統(tǒng)，具有攜帶數(shù)噸質(zhì)量的有效載荷并實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、主動(dòng)控制和機(jī)動(dòng)的能力[4]。最早的AP（AerialPlatform，空中平臺）是氣球，主要用于軍事偵察和天氣監(jiān)測。由于氣球制作工藝、囊體材料和球體載荷的不同，可將氣球分為零壓氣球、超壓氣球和系留氣球。零壓氣球是一種無動(dòng)力，主要靠浮力和風(fēng)力飛行，氣囊內(nèi)外壓差基本為零的自由氣球。超壓氣球是一種內(nèi)部氣壓高于外部氣壓的氣球，在飛行過程中一般不排出氣囊內(nèi)部的氦氣，能夠?qū)崿F(xiàn)長時(shí)間的飛行，像谷歌使用的超壓氣球，其最長駐空時(shí)間達(dá)到312天[5]。系留氣球是一種可以利用地面纜繩控制飛行高度的氣球，能夠?qū)崿F(xiàn)較長的駐空時(shí)間。和氣球類似，飛艇也是利用浮力漂浮在空中，國外已經(jīng)完成了多次平流層飛艇飛行試驗(yàn)，并在囊體材料的選取、能源和動(dòng)力方面取得了很大進(jìn)展。另一方面，空氣動(dòng)力學(xué)平臺主要包括固定翼高空無人機(jī)，機(jī)翼表面通常裝備大面積太陽能電池板，白天依靠太陽能轉(zhuǎn)化電能提供能源，夜間靠白天存儲的電能維持高空飛行。駐空時(shí)間根據(jù)部署需要從幾天到幾周不等。1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。近年來高空平臺通信得到國內(nèi)外越來越多的關(guān)注。空中平臺的歷史可以追溯到1783年法國的蒙戈費(fèi)埃兄弟發(fā)明的載人熱氣球[6]，而最早的高空平臺通信是由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室（BellLab）在1960年發(fā)射Echo號大型氣球試驗(yàn)完成的。早在20世紀(jì)60年代，美國、加拿大、日本開展了很多平流層平臺的研究，但是受限于平臺控制技術(shù)和能量供應(yīng)問題，一直處于停滯階段。直到20世紀(jì)90年代，美國、日本以及多個(gè)大型企業(yè)共同組成的平流層平臺開發(fā)協(xié)會提出了多個(gè)大型平流層飛艇計(jì)劃，可以提供的總功率達(dá)到數(shù)百千瓦，在空中停留數(shù)年，同樣由于技術(shù)原因這些設(shè)想都無法按計(jì)劃轉(zhuǎn)入工程應(yīng)用[7]。但是在平臺的設(shè)計(jì)和開發(fā)、能源子系統(tǒng)（包括太陽能電池）、天線子系統(tǒng)、無線通信技術(shù)和方法、通信有效載荷、應(yīng)用甚至商業(yè)模型方面都取得了顯著的成就[8]。21世紀(jì)初期，高空平臺的研究主要集中在如何在平流層保持平臺穩(wěn)定、平臺能量供應(yīng)和子系統(tǒng)開發(fā)等問題上。近些年來，以臉書和谷歌為代表的互聯(lián)網(wǎng)公司考慮用平流層平臺為偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶提供無線網(wǎng)絡(luò)連接，其中，啟動(dòng)于2013年的Loon項(xiàng)目是通過向平流層部署大量氣球?yàn)橛脩籼峁o線通信服務(wù)。2020年7月，肯尼亞因?yàn)橐咔閷h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的需求日益增加，宣布與谷歌氣球合作開展4G互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，項(xiàng)目利用35個(gè)氣球組網(wǎng)覆蓋肯尼亞中西部地區(qū)5萬平方公里的范圍。與谷歌氣球不同的是，臉書“天鷹”計(jì)劃研發(fā)的是大型固定翼無人機(jī)，不僅要求有起降跑道，還需要在平流層中沿著以3千米為半徑的圓形軌跡飛行來維持固定高度。但是由于平流層飛行控制、飛機(jī)著陸、空中避碰和成本過高等關(guān)鍵問題無法得到很好解決，“天鷹”計(jì)劃于2018年6月被叫停。此外，表1展示了過去和最近的一些高空平臺項(xiàng)目，這些項(xiàng)目都已經(jīng)通過試驗(yàn)完成了一些測試目標(biāo)，揭示和證明了高空平臺在擴(kuò)大全球無線連接方面的巨大潛力。我國自上世紀(jì)九十年代就開展了平流層平臺相關(guān)研究，在飛艇安全回收、飛行控制、鋰硫電池、柔性太陽能電池和蒙皮材料等方面取得了一系列技術(shù)突破[12]。國家在“十五”期間啟動(dòng)了大陸臨近空間飛艇研究項(xiàng)目，由國內(nèi)眾多高校、研究單位和企業(yè)參加了方案論證、可行性研究以及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)[7]。此外，中國移動(dòng)、華為、中興通訊等公司在中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會聯(lián)合牽頭開展“高空基站系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求”的研究，并于2012年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YDB103-2012），規(guī)定了利用高空載體承載基站，實(shí)現(xiàn)高空基站系統(tǒng)、基站分系統(tǒng)和浮空器平臺分系統(tǒng)等相關(guān)的技術(shù)要求[13]，并在2015年成功發(fā)射“圓夢號”飛艇，完成了囊體耐壓測試、能源循環(huán)測試、長航時(shí)持續(xù)動(dòng)力飛行、臨近空間高速通信等一系列試驗(yàn)驗(yàn)證活動(dòng)[7]，是臨近空間平流層通信的一大突破。自2015年以來，國內(nèi)進(jìn)行了多項(xiàng)關(guān)于超壓氣球、太陽能無人機(jī)的試驗(yàn)。2017年10月，我國自主研制的“旅行者”3號飛行器成功攜帶活體烏龜進(jìn)入臨近空間，完成了多項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)和數(shù)據(jù)采集。為解決飛艇在平流層中可能的蒙皮破裂與“超重”問題，我國于2019年8月成功研發(fā)出仿“僧帽水母”平流層飛艇，這次研發(fā)為日后我國在平流層通信研究提供了參考借鑒。1.4發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)。高空平臺通信系統(tǒng)在應(yīng)急通信、軍事作戰(zhàn)等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，多個(gè)高空平臺共同為地面用戶服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)更大的覆蓋范圍。盡管如此，高空平臺距離完全的投入商用，實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)的目標(biāo)還存在著一些挑戰(zhàn)。（1）高空平臺與現(xiàn)有通信系統(tǒng)的兼容性問題。未來的無線通信是空天地一體組網(wǎng)，空中有限的頻譜資源對信號多路傳輸提出挑戰(zhàn)，大量用戶在異構(gòu)環(huán)境中會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，需要研究相應(yīng)的干擾管理技術(shù)、資源分配方案。（2）平流層大氣環(huán)境復(fù)雜。在應(yīng)急通信場景中，平流層突如其來的大風(fēng)可能會導(dǎo)致傳輸信號的中斷，這會嚴(yán)重影響用戶的服務(wù)質(zhì)量。此外，平流層中紫外線對高空平臺表體材料的輻射、電磁波對傳輸信號的干擾，這些問題都需要根據(jù)實(shí)際場景提出相應(yīng)的解決方案。（3）高空平臺室內(nèi)覆蓋率低。與地面基站相比，高空平臺的天線仰角更高，在人口密集地區(qū)，傾斜的信號大概率會在地面或墻面相交，導(dǎo)致室內(nèi)通信中斷，需要考慮新的技術(shù)來克服高空平臺有限的覆蓋。

2高空平臺部署

未來6G通信將建立面向空天地海的一體化信息網(wǎng)絡(luò)，高空平臺位于平流層，可以向上連接不同軌道高度的衛(wèi)星，向下連接地面網(wǎng)絡(luò)和無人機(jī)自組網(wǎng)，是空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)重要的中間層空中基礎(chǔ)設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)廣域覆蓋和快速投用，以滿足軍事作戰(zhàn)、應(yīng)急搜救和臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。高空平臺部署就是在滿足特定場景通信需求的情況下，合理地選擇平臺部署位置與數(shù)量，通過更好地分配系統(tǒng)資源，以提升系統(tǒng)性能。高空平臺部署關(guān)乎整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，它需要考慮很多因素，如平臺數(shù)量、部署高度、水平位置、地面用戶分布、信道特性、通信體制、傳輸方案、平臺間/平臺內(nèi)干擾等。2.1部署分類。根據(jù)應(yīng)用場景和部署目標(biāo)，對高空平臺部署分類是十分必要的。根據(jù)目標(biāo)區(qū)域范圍需求，將高空平臺部署分為單高空平臺部署和多高空平臺部署。單高空平臺系統(tǒng)需要注意覆蓋范圍內(nèi)用戶間干擾，多高空平臺系統(tǒng)還需要注意平臺間干擾和碰撞避免。此外，我們還可以根據(jù)在不同場景下高空平臺位置和用戶的動(dòng)態(tài)特性，將高空平臺部署分為靜態(tài)高空平臺部署、半動(dòng)態(tài)高空平臺部署和動(dòng)態(tài)高空平臺部署。靜態(tài)高空平臺部署是指在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，用戶位置已知且不發(fā)生改變，在平流層中選擇固定點(diǎn)部署平臺對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行無線覆蓋或數(shù)據(jù)中繼。靜態(tài)高空平臺部署的目標(biāo)是根據(jù)目標(biāo)區(qū)域范圍確定所需高空平臺數(shù)量，進(jìn)而根據(jù)用戶分布和服務(wù)質(zhì)量需求確定高空平臺的最佳水平位置和豎直高度。半動(dòng)態(tài)高空平臺部署是指目標(biāo)區(qū)域內(nèi)用戶位置固定，高空平臺根據(jù)系統(tǒng)通信需求，優(yōu)化平臺水平路徑和豎直高度，對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行無線覆蓋或數(shù)據(jù)中繼。半動(dòng)態(tài)部署應(yīng)用了高空平臺的可移動(dòng)性，可以顯著提升整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。因此，半動(dòng)態(tài)高空平臺部署的目標(biāo)是根據(jù)目標(biāo)區(qū)域范圍確定所需高空平臺數(shù)量，進(jìn)而根據(jù)用戶分布和服務(wù)質(zhì)量需求確定高空平臺的動(dòng)態(tài)部署路徑。動(dòng)態(tài)高空平臺部署是指在用戶移動(dòng)的情況下，高空平臺通過實(shí)時(shí)改變部署位置來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的無線覆蓋或數(shù)據(jù)中繼。動(dòng)態(tài)高空平臺部署中用戶位置每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，這將導(dǎo)致高空平臺與用戶間以及用戶與用戶之間的信道狀態(tài)實(shí)時(shí)變化，高空平臺必須不斷地更新位置來滿足移動(dòng)用戶的服務(wù)質(zhì)量。因此，動(dòng)態(tài)高空平臺部署的目標(biāo)是按照目標(biāo)區(qū)域范圍確定所需高空平臺數(shù)量，進(jìn)而根據(jù)用戶移動(dòng)狀態(tài)和服務(wù)質(zhì)量需求動(dòng)態(tài)調(diào)整高空平臺位置，并設(shè)計(jì)高空平臺運(yùn)動(dòng)路徑實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)用戶的動(dòng)態(tài)跟蹤同時(shí)滿足通信需求。綜上所述，靜態(tài)高空平臺部署、半動(dòng)態(tài)高空平臺部署和動(dòng)態(tài)高空平臺部署的目標(biāo)都是在高空平臺通信能力范圍內(nèi)，在滿足用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，通過優(yōu)化手段設(shè)計(jì)高空平臺的空間位置（靜態(tài)位置或者動(dòng)態(tài)路徑）以提升網(wǎng)絡(luò)性能。高空平臺主要部署主要面向兩個(gè)通信場景：高空平臺輔助覆蓋、高空平臺輔助中繼。高空平臺輔助覆蓋是通過部署高空平臺為目標(biāo)區(qū)域提供無線覆蓋，高空平臺輔助中繼則是通過部署高空平臺為沒有直接通信鏈路的遠(yuǎn)程用戶建立與外部網(wǎng)絡(luò)的無線連接。2.2部署技術(shù)。為了滿足應(yīng)急通信中快速獲取用戶信息的要求并保證用戶的服務(wù)質(zhì)量，采取合適的部署技術(shù)尤為重要。其中，無線傳輸技術(shù)、空地一體組網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署技術(shù)是高空平臺部署的熱點(diǎn)技術(shù)。（1）無線傳輸技術(shù)高空平臺在體現(xiàn)廣域覆蓋優(yōu)勢的同時(shí)，還可以廣泛采用當(dāng)前先進(jìn)的無線通信技術(shù)以進(jìn)提升系統(tǒng)性能。表2比較了OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用技術(shù)）、GFDM（GeneralizedFrequencyDivisionMultiplexing，廣義頻分復(fù)用）、NOMA（Non-OrthogonalMultipleAccess，非正交多址接入）、MIMO（MultiInputMultiOutput，多天線技術(shù)）和D2D（Device-to-Device，設(shè)備到設(shè)備）的基本特性，說明了以上技術(shù)的優(yōu)勢與缺點(diǎn)。高空平臺的可用頻段受限，考慮采用OFDM進(jìn)一步提高系統(tǒng)頻譜利用率。由于OFDM旁瓣泄露較大、對功放線性工作區(qū)要求較高，因此近幾年有學(xué)者證實(shí)包括GFDM在內(nèi)的新型多載波調(diào)制技術(shù)能夠有效處理這些問題，并適用于大規(guī)模接入場景。此外，與以往OFDM不同，NOMA允許多個(gè)用戶共用同一資源塊，并在接收端使用SIC（SuccessiveInterferenceCancellation，串行干擾消除）技術(shù)去除干擾、恢復(fù)用戶信息，能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量。盡管SIC復(fù)雜度較高，但是可以通過在高空平臺一側(cè)使用SIC技術(shù)，并設(shè)計(jì)高效SIC和用戶分簇算法，以有效減輕用戶軟硬件負(fù)擔(dān)和提升系統(tǒng)性能。不同于低空小型無人機(jī)受到尺寸、重量和能量的限制，由于較大的平臺尺寸、較強(qiáng)的平臺信號處理和能量供應(yīng)能力，高空平臺可以使用MIMO提升系統(tǒng)頻譜效率。盡管高空平臺相對于地面系統(tǒng)境缺乏豐富的散射條件，但是得益于大的平臺尺寸，可以根據(jù)載波頻率和鏈路距離精心設(shè)計(jì)天線間距來獲得高的空間復(fù)用增益[14]。值得指出的是，高空平臺特別適合在大范圍內(nèi)覆蓋稀疏分布的地面用戶，這樣，只要用戶間角度間隔超過高空平臺天線陣列的角度分辨率，高空平臺就可以獲得MIMO空間復(fù)用增益。此外，D2D通信和高空平臺結(jié)合可以減少高空平臺的通信業(yè)務(wù)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)在高空平臺覆蓋范圍下不同小區(qū)內(nèi)近鄰用戶間的信號傳輸，提升系統(tǒng)性能。當(dāng)存在地面基礎(chǔ)設(shè)施（如地面基站）的情況下，高空平臺還可以與地面基站組成混合網(wǎng)絡(luò)，協(xié)助地面基站對熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行流量卸載。同樣可以通過設(shè)計(jì)高空平臺的部署位置或者動(dòng)態(tài)運(yùn)行路徑來實(shí)現(xiàn)最佳網(wǎng)絡(luò)性能。（2）空地一體組網(wǎng)技術(shù)空地一體組網(wǎng)技術(shù)通過高空平臺通信網(wǎng)絡(luò)與地面基站通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合組網(wǎng)，構(gòu)建空地一體化通信系統(tǒng)，為地面用戶和空中用戶提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連互通。1）天線設(shè)計(jì)。高空平臺與地面網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同組網(wǎng)需要設(shè)計(jì)合適的天線，地面小區(qū)間信號的交換極大的依賴平臺的多波束天線。多波束天線能夠產(chǎn)生定向波束，從而覆蓋地面特定區(qū)域，多波束天線一般采取下行波束中多種固定波束與完全波束掃描結(jié)合的工作模式，減少信號處理的時(shí)延同時(shí)降低計(jì)算成本。2）高空平臺信道建模。與傳統(tǒng)地面通信相比，高空平臺通信具有更強(qiáng)的視距傳播，且變化速率快，信道環(huán)境復(fù)雜。高空平臺的信道建模與平臺的飛行高度，用戶的位置狀態(tài)和頻帶的劃分有關(guān)，大多的文獻(xiàn)都是基于地面通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)來刻畫高空平臺的信道特性，在實(shí)際的建模環(huán)境中需要考慮多種因素進(jìn)行全面分析。3）切換技術(shù)。空地一體組網(wǎng)技術(shù)允許多個(gè)高空平臺站同時(shí)服務(wù)地面用戶，為了保證用戶在高移動(dòng)狀態(tài)下的服務(wù)質(zhì)量，需要用戶考慮平臺間的切換和平臺與地面基站的切換，避免出現(xiàn)鏈路中斷。研究切換技術(shù)需要關(guān)注切換頻率、時(shí)延和頻譜利用率等方面。（3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署技術(shù)高空平臺通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署就是對不同場景需求，在滿足系統(tǒng)約束的條件下（如能量存儲、任務(wù)時(shí)間、平臺速度、用戶信干噪比和避碰等），通過優(yōu)化平臺部署位置、平臺運(yùn)行路徑、用戶發(fā)射功率、上下行鏈路時(shí)間、平臺-用戶關(guān)聯(lián)、平臺多天線發(fā)射波束成形矢量等，使系統(tǒng)期望的服務(wù)質(zhì)量條件最佳（如最大化系統(tǒng)上/下行和速率、最大化最小用戶速率、最大化系統(tǒng)能效和最小化任務(wù)執(zhí)行時(shí)間等）。相應(yīng)地，可以將設(shè)計(jì)的方案制定成為相應(yīng)的優(yōu)化問題。一般來說，這些優(yōu)化問題通常都是包含不同類型變量的復(fù)雜的非凸問題，難以直接求解。而解決這類復(fù)雜非凸問題，可以將原問題通過錐優(yōu)化理論等手段將原問題轉(zhuǎn)化為凸問題，或者借助塊坐標(biāo)下降和連續(xù)凸優(yōu)化技術(shù)，通過設(shè)計(jì)低復(fù)雜度的交替迭代算法求解原問題的近似最優(yōu)解。

3結(jié)束語

由于兼具廣域覆蓋、機(jī)動(dòng)性高和通信時(shí)延短等特點(diǎn)，平流層高空平臺通信能夠有力支撐空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)、解決當(dāng)前應(yīng)急通信面臨的問題。本文首先深入闡述了建立高空平臺通信網(wǎng)絡(luò)的重大意義；然后，介紹了高空平臺通信的概念和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢、給出了高空平臺的分類；進(jìn)而，給出了近幾年國內(nèi)外在高空平臺通信網(wǎng)絡(luò)部署領(lǐng)域的研究、試驗(yàn)和測試現(xiàn)狀；最后，結(jié)合高空平臺部署需求與部署特點(diǎn)，對高空平臺部署進(jìn)行了分類，給出了先進(jìn)無線通信技術(shù)在高空平臺部署中的應(yīng)用建議。

作者:王怡 那振宇 修露嬋 林彬 管明祥 單位:1.大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 2.深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院