5G飞机：赛斯纳高空平台站

如今，随着国际游客的涌入，东京上空的空中交通十分繁忙。但最近有一架飞机帮助人们重拾了空中上网的梦想。日本研究人员 5 月 28 日宣布 他们已经成功测试 5G 通信 在4公里高空发射38千兆赫频段的设备。

该实验的目的是开发地面站与模拟站之间毫米波频段链路的空中中继回程 高空平台站 （HAPS）是一种安装在无人驾驶飞机上的无线电台，可在平流层停留很长时间。一架从东京西部的调布机场起飞的塞斯纳飞机配备了 38 GHz 5G 基站和核心网设备、三个地面站均配备了自动跟踪的透镜天线。

据日本企业联盟和美国政府称，该装置以塞斯纳为中继站，实现了连接到 5G 地面网络的一个地面站与连接到用户终端的地面基站之间的通信。 日本国家信息通信技术研究所。

“我们开发了使用 5G 进行通信的技术 [New Radio] 通过正确地将 38 GHz 波束导向三个地面站，同时适应飞机旋转期间的飞行姿态、速度、方向、位置、高度等，”广播公司 SKY Perfect JSAT 空间业务部经理 Shinichi Tanaka 表示。“我们确认，即使在塞斯纳飞机的飞行速度和姿态波动比 HAPS 更严重的情况下，为平流层设计的机载系统也具有足够的通信和跟踪性能。”

田中补充说，地面站天线的最窄波束宽度为 0.8 度，试验演示了一种始终在此角度范围内捕获塞斯纳的跟踪方法。

塞斯纳 [top left] 携带 38 GHz 天线 [top right] 在飞行过程中，充当地面接收器的 5G 基站 [bottom right]。飞机能够同时连接多个地面站 [illustration, bottom left]。NTT多科莫

毫米波频段38 GHz 频段等频段具有 5G 的最高数据容量，适合体育场和购物中心等人群密集的场所。然而，在户外使用时，信号可能会因雨水和大气中的其他水分而减弱。为了解决这个问题，该联盟成功测试了一种算法，该算法可在多个地面站之间自动切换，以补偿因水分而减弱的信号。

与谷歌不同的是 Loon 努力失败HAPS 试验专注于为用户终端提供直接通信，旨在为基站创建回程线路。该实验由日本总务省牵头，旨在为 5G 和 5G 的发展提供高速、高容量的通信。 6G 网络以及应急响应。后者对于灾害频发的日本来说至关重要——今年 1 月，日本海能登半岛周围的通信线路 七级地震后被切断 造成1500多人伤亡。

“这是世界上首次利用 Q波段频率”移动运营商NTT Docomo 6G网络创新部研究员Hinata Kohara表示。“此外，利用飞机上的5G通信基站和核心网络设备进行多个地面站之间的通信，可以灵活、快速地切换地面的路线。 [gateway] 站作为馈线链路，并且对降雨等传播特性具有很强的抵抗力。另一个关键特征是使用 全数字波束形成 一种波束控制方法，利用多个独立波束来提高频率利用效率。”

小原表示，多普勒频移补偿是实验中的一个挑战，并补充说研究人员将进行进一步的测试以找到解决方案，目标是在 2026 年实现 HAPS 服务商业化。除了 SKY Perfect JSAT 和 NTT Docomo，该联盟还包括以电子设备闻名的松下控股。

在推进 HAPS 项目之际，NTT Docomo 宣布已牵头另一家财团向空客的 AALTO HAPS 投资 1 亿美元，该公司是 Zephyr 固定翼无人驾驶飞行器太阳能机翼可用于 5G 直连设备通信或地球观测，并创下了包括 64 天平流层飞行在内的记录。空客称，其覆盖范围“在崎岖的山区地形中可达 250 座地面塔”。Docomo 表示，这项投资旨在实现 Zephyr 服务在日本的商业化，包括覆盖农村地区和灾区，并在 2026 年实现全球覆盖。