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【临空科普】国际电信联盟 ( ITU ) 与 HAPS
远望智库开源情报中心 编译
概述
尽管全球已有超过一半的人口接入互联网，但农村和偏远地区以及服务不足区域仍然迫切需要更广泛、更深入的宽带连接和电信服务。
高空平台站（High-Altitude Platform Station，HAPS）系统可用于为终端用户提供固定宽带连接，也可作为移动网络与核心网络之间的传输链路，用于回传通信业务。这两种 HAPS 应用都能促进无线宽带的部署，包括在偏远、山区、沿海和沙漠地区。
国际电信联盟《无线电规则》（Radio Regulations，RR）将 HAPS 定义为：位于距地面 20 至 50 公里高空、相对于地球保持指定名义固定点位置的无线电台。
对移动宽带接入的需求正在快速增长，这需要采取更灵活的方式来扩展宽带容量与覆盖范围。目前，2023 年世界无线电通信大会（World Radiocommunication Conference 2023，WRC-23）议题 1.4 包括对将 HAPS 用作国际移动通信（IMT）网络一部分的 IMT 基站（HIBS）进行新识别的研究。
HAPS 能够在灾害恢复通信中快速部署，特别是因为使用 HAPS 间链路（inter-HAPS link）可在地面网络基础设施极少的情况下提供通信服务，例如在地面网络遭受灾害破坏后进行通信备份。
目前，一些公司正在测试利用轻型、太阳能驱动的飞机和飞艇，在 20 – 25 公里高空连续飞行数月，通过 HAPS 提供宽带接入服务。
在 WRC-23 上，有关 HAPS 的主要讨论集中在建立监管要求，以允许 HAPS 在分配给移动业务的频段中作为 IMT 基站（HIBS）运行。
HAPS 技术为提供移动宽带接入提供了一种新的平台形式，几乎无需地面基础设施，并可使用与 IMT 移动网络相同的频率和用户终端设备。HIBS 有助于缩小偏远和农村地区的数字鸿沟，并在灾害期间维持通信连接。
确保新的 HIBS 不会干扰现有服务，并保护包括卫星通信、航空和气象服务在内的既有业务，是至关重要的。
由于 HIBS 将在近空间环境中运行，因此需要新的监管框架和协调机制来处理潜在的跨境干扰问题。
在 2019 年世界无线电通信大会（WRC-19）上对 HAPS 频段的全球和区域性协调指定，正在促进 HAPS 服务的发展，并使试验逐步迈向商业化部署。
挑战与解决方案：构建未来的 5G 网络
技术创新以及扩大宽带可用性的迫切需求推动了 HAPS 系统的发展。这些部署便捷、运行于平流层（地球大气层自约 20 公里开始）的站点高度足以为大范围区域提供服务，或增强其他宽带服务提供商的容量。
HAPS 并非新概念，ITU 自上世纪 90 年代中期便开始研究 HAPS。近年来，由于太阳能电池效率、蓄电池能量密度、轻质复合材料、自主航电系统和天线技术的进步，HAPS 的可行性显著提升。
最近，一些在距地约 20 公里的高度部署的试验性宽带接入项目，已展示其为偏远或服务不足社区提供连接的能力。各国正进行 HAPS 试验，以验证其在提供宽带接入、回传链路及灾后通信方面的潜力，并正向商业化部署迈进。然而，HAPS 系统在成为推动全球宽带普及的商业可行方案方面仍面临一些挑战。
ITU 的贡献
ITU-R 的研究估计，HAPS 系统在固定业务中的总频谱需求为：地面至 HAPS 链路约 396 MHz 至 2969 MHz，HAPS 至地面链路约 324 MHz 至 1505 MHz。上述范围包括用于特定应用（如灾害救援任务）和连接用途（如商业宽带）的频谱需求。
最早用于 HAPS 的固定业务频段于 1997 年被首次纳入《无线电规则》（RR）全球指定。此后，RR 陆续更新，区域性和特定国家的 HAPS 固定业务频段亦得到授权。确定适合 HAPS 的频段时，主要考虑到在高频段中信号穿越降雨时的衰减（即雨衰）问题。
这些早期的 HAPS 频段划分并未预见到需支持当今的现代宽带应用。
在三次世界无线电通信大会（WRC-97、WRC-2000 和 WRC-12）上，HAPS 的固定业务频谱被分别指定在 47/48 GHz、2 GHz、27/31 GHz 和 6 GHz 频段。尽管 HAPS 系统的频谱资源早已确立，但由于技术解决方案尚不成熟，这些资源长期未被实际利用。
在 WRC-19 召开前，ITU-R 的研究表明，用于宽带 HAPS 应用的频谱需求可能无法在当时已授权的频段中得到充分满足。此外，一些授权频段具有地理限制。研究进一步指出，为改善和协调 HAPS 频谱的利用，全球性地确定可授权 HAPS 运行的频段将更为理想。
因此，在 WRC-19 上，ITU 成员国确定了更多可供 HAPS 系统在特定技术条件下运行的射频频段。会议同意将 31 – 31.3 GHz 和 38 – 39.5 GHz 频段指定为全球可用于 HAPS 的频段，并确认 47.2 – 47.5 GHz 和 47.9 – 48.2 GHz 频段可供各国在全球范围内部署 HAPS 使用。
同时，WRC-19 还同意 21.4 – 22 GHz 和 24.25 – 27.5 GHz 频段可在 ITU 第二区域（Region 2）作为固定业务中 HAPS 使用。此外，会议就链路方向限制及 HAPS 系统的技术运行条件达成共识，以保护其他业务。
通过批准 HAPS 频谱的使用，ITU 成员国为连接”未连接人群”提供了又一种通信平台。
以下文章来源于临空视野 ，作者远望智库电话 | 010-82030532 手机 | 18501361766微信 | tech9999 邮箱 | yw@techxcope.com【临空科普】国际电信联盟 ( ITU ) 与 HAPS远望智库开源情报中心 编译概述 尽管全球已有超过一半的人口接入互联网，但农村和偏远地区以及服务不足区域仍然迫切需要更广泛、更深入的宽带连接和电信服务。高空平台站（High-Altitude Platform Station，HAPS）系统可用于为终端用户提供固定宽带连接，也可作为移动网络与核心网络之间的传输链路，用于回传通信业务。这两种 HAPS 应用都能促进无线宽带的部署，包括在偏远、山区、沿海和沙漠地区。国际电信联盟《无线电规则》（Radio Regulations，RR）将 HAPS 定义为：位于距地面 20 至 50 公里高空、相对于地球保持指定名义固定点位置的无线电台。对移动宽带接入的需求正在快速增长，这需要采取更灵活的方式来扩展宽带容量与覆盖范围。目前，2023 年世界无线电通信大会（World Radiocommunication Conference 2023，WRC-23）议题 1.4 包括对将 HAPS 用作国际移动通信（IMT）网络一部分的 IMT 基站（HIBS）进行新识别的研究。HAPS 能够在灾害恢复通信中快速部署，特别是因为使用 HAPS 间链路（inter-HAPS link）可在地面网络基础设施极少的情况下提供通信服务，例如在地面网络遭受灾害破坏后进行通信备份。目前，一些公司正在测试利用轻型、太阳能驱动的飞机和飞艇，在 20 – 25 公里高空连续飞行数月，通过 HAPS 提供宽带接入服务。在 WRC-23 上，有关 HAPS 的主要讨论集中在建立监管要求，以允许 HAPS 在分配给移动业务的频段中作为 IMT 基站（HIBS）运行。HAPS 技术为提供移动宽带接入提供了一种新的平台形式，几乎无需地面基础设施，并可使用与 IMT 移动网络相同的频率和用户终端设备。HIBS 有助于缩小偏远和农村地区的数字鸿沟，并在灾害期间维持通信连接。确保新的 HIBS 不会干扰现有服务，并保护包括卫星通信、航空和气象服务在内的既有业务，是至关重要的。由于 HIBS 将在近空间环境中运行，因此需要新的监管框架和协调机制来处理潜在的跨境干扰问题。在 2019 年世界无线电通信大会（WRC-19）上对 HAPS 频段的全球和区域性协调指定，正在促进 HAPS 服务的发展，并使试验逐步迈向商业化部署。挑战与解决方案：构建未来的 5G 网络技术创新以及扩大宽带可用性的迫切需求推动了 HAPS 系统的发展。这些部署便捷、运行于平流层（地球大气层自约 20 公里开始）的站点高度足以为大范围区域提供服务，或增强其他宽带服务提供商的容量。HAPS 并非新概念，ITU 自上世纪 90 年代中期便开始研究 HAPS。近年来，由于太阳能电池效率、蓄电池能量密度、轻质复合材料、自主航电系统和天线技术的进步，HAPS 的可行性显著提升。最近，一些在距地约 20 公里的高度部署的试验性宽带接入项目，已展示其为偏远或服务不足社区提供连接的能力。各国正进行 HAPS 试验，以验证其在提供宽带接入、回传链路及灾后通信方面的潜力，并正向商业化部署迈进。然而，HAPS 系统在成为推动全球宽带普及的商业可行方案方面仍面临一些挑战。ITU 的贡献ITU-R 的研究估计，HAPS 系统在固定业务中的总频谱需求为：地面至 HAPS 链路约 396 MHz 至 2969 MHz，HAPS 至地面链路约 324 MHz 至 1505 MHz。上述范围包括用于特定应用（如灾害救援任务）和连接用途（如商业宽带）的频谱需求。最早用于 HAPS 的固定业务频段于 1997 年被首次纳入《无线电规则》（RR）全球指定。此后，RR 陆续更新，区域性和特定国家的 HAPS 固定业务频段亦得到授权。确定适合 HAPS 的频段时，主要考虑到在高频段中信号穿越降雨时的衰减（即雨衰）问题。这些早期的 HAPS 频段划分并未预见到需支持当今的现代宽带应用。在三次世界无线电通信大会（WRC-97、WRC-2000 和 WRC-12）上，HAPS 的固定业务频谱被分别指定在 47/48 GHz、2 GHz、27/31 GHz 和 6 GHz 频段。尽管 HAPS 系统的频谱资源早已确立，但由于技术解决方案尚不成熟，这些资源长期未被实际利用。在 WRC-19 召开前，ITU-R 的研究表明，用于宽带 HAPS 应用的频谱需求可能无法在当时已授权的频段中得到充分满足。此外，一些授权频段具有地理限制。研究进一步指出，为改善和协调 HAPS 频谱的利用，全球性地确定可授权 HAPS 运行的频段将更为理想。因此，在 WRC-19 上，ITU 成员国确定了更多可供 HAPS 系统在特定技术条件下运行的射频频段。会议同意将 31 – 31.3 GHz 和 38 – 39.5 GHz 频段指定为全球可用于 HAPS 的频段，并确认 47.2 – 47.5 GHz 和 47.9 – 48.2 GHz 频段可供各国在全球范围内部署 HAPS 使用。同时，WRC-19 还同意 21.4 – 22 GHz 和 24.25 – 27.5 GHz 频段可在 ITU 第二区域（Region 2）作为固定业务中 HAPS 使用。此外，会议就链路方向限制及 HAPS 系统的技术运行条件达成共识，以保护其他业务。通过批准 HAPS 频谱的使用，ITU 成员国为连接”未连接人群”提供了又一种通信平台。
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