Sceye高空飞艇完成跨太平洋通信测试 万米高空变身空中基站

美国高空平台公司Sceye近日完成了一项颇具突破性的通信测试。一艘无人高空飞艇从美国新墨西哥州出发，飞越太平洋抵达日本，在距离地面约16.5至17公里的平流层为普通智能手机提供移动通信服务。测试期间，用户无需更换手机或安装特殊硬件，就能够通过这座位于万米高空的“空中基站”发送短信、拨打电话、访问互联网以及观看视频。

此次任务被称为Service Test 1（ST1），于8月9日从新墨西哥州罗兹韦尔附近起飞。飞艇在13天后抵达日本，在日本管辖空域内运行超过7天，随后返回美国，整个往返航程接近3万公里。Sceye表示，这次任务是公司首次进入亚洲开展实际通信测试，也是其推动高空平台系统（HAPS）商业化的重要一步。

Sceye使用的并不是传统意义上的飞机，而是一种依靠浮力升空的无人飞艇。它搭载了名为SceyeCELL的通信系统，相当于一座被放到平流层中的移动通信基站。飞艇利用太阳能和电池供电，可以长期停留在平流层，并通过天线阵列向地面形成可控的通信覆盖区域。

在此次日本测试中，SceyeCELL通过日本软银的核心移动通信网络向普通手机提供服务。测试人员使用未经任何改装的手机进行了短信、语音通话、互联网访问和视频播放等操作，测试场景不仅包括室外，还包括树下以及室内环境。这意味着从终端设备的角度来看，用户并不需要专门购买所谓“卫星手机”或者额外通信终端。

Sceye称，测试期间飞艇飞行高度约为16.5至17公里，相当于5.4万至5.6万英尺，已经远高于绝大多数民航客机的巡航高度。飞艇能够在指定区域保持相对稳定的位置，测试期间最小的驻留半径约为5公里。

这种技术被称为HAPS，即高空平台系统。它所处的位置介于传统地面通信网络和卫星通信之间。地面基站具有容量大、延迟低的优势，但在人口稀少、地形复杂或者基础设施建设成本过高的地区，铺设大量基站并不经济；卫星则能够覆盖非常广阔的区域，但距离地面非常遥远，因此在容量、延迟以及终端功耗等方面存在限制。

Sceye希望利用平流层的位置填补这两种通信方式之间的空白。公司预计，一套完整部署的Sceye HAPS平台覆盖面积可以相当于约500座地面基站。不过，Sceye特别强调，这个数字代表的是覆盖范围，而不是网络容量，也不能理解为一架飞艇能够同时容纳500座基站的用户数量。实际网络容量仍然受到可用频谱、回传链路以及同时在线用户数量等因素影响。

此次测试还有一个特别值得关注的技术细节，那就是Sceye不仅把通信天线送上了平流层，还把部分移动通信网络的“核心”以及服务器也放到了飞艇上。

传统通信方式下，手机的数据通常需要经过无线网络，再通过地面网络连接到远端的数据中心或互联网服务器。而此次测试中，Sceye和软银直接在飞艇上部署服务器以及部分移动核心网络功能，使数据能够在高空平台上完成部分处理，再直接返回用户手机。

Sceye公布的数据显示，这种边缘计算方式实现了平均68毫秒的响应时间，相比通过远端互联网基础设施进行处理，延迟降低了40%以上。公司认为，这种方式对于未来的AI计算、实时通信以及无人机等应用尤其具有价值。

此次任务还测试了灾害预警通信和无人机通信能力。Sceye认为，HAPS不仅能够作为常规移动通信网络的补充，也可以在地震、洪水、山火等灾害导致地面通信基础设施损坏时快速提供临时通信覆盖。

与传统卫星相比，Sceye希望HAPS成为一种更加靠近地面的“中间层”。公司的长期目标是让地面基站、平流层平台和卫星形成一个三维通信网络。在这种架构下，地面网络主要负责高人口密度地区，HAPS负责难以建设地面基站但仍存在较多用户的区域，而卫星则继续承担超大范围和极偏远地区的覆盖任务。

此次测试还首次进行了激光通信相关实验。日本软银、一桥大学以及日本国立极地研究所向飞艇发射激光脉冲，飞艇携带由研究机构设计的反射器，并持续将反射光返回地面。研究人员希望利用这些数据进一步研究未来如何通过光学链路连接平流层平台和卫星。

如果未来能够通过激光把HAPS与卫星连接起来，那么数据就可以在卫星和平流层平台之间高速传输，再从距离地面更近的飞艇直接发送给普通手机。Sceye设想，在天气晴朗时可以使用激光进行高速数据传输，而云层等天气条件影响光通信时，则可以切换到无线电链路。

当然，Sceye并不是唯一一家研发HAPS通信技术的公司。空客旗下AALTO正在开发太阳能电动Zephyr高空无人机，AeroVironment与软银也在开发太阳能飞翼式平台Sunglider，英国Stratospheric Platforms则在测试氢动力高空平台。

Sceye采用飞艇结构的主要优势在于载荷能力。相比依靠机翼产生升力的高空无人机，浮力飞艇理论上可以携带尺寸更大的天线阵列以及更多通信设备。Sceye因此希望把高空飞艇打造成为一种能够长期驻留、覆盖大范围地区的通信基础设施。

目前Sceye还没有公布最终商业服务的具体资费、覆盖范围以及用户容量，也没有给出与Starlink等现有卫星互联网服务的完整成本对比。不过，软银已经表示，希望从2027年开始逐步推进日本的商业化HAPS服务。

如果后续商业化能够顺利推进，那么用户未来可能根本不需要知道自己连接的是地面基站、卫星还是平流层飞艇。手机仍然使用普通蜂窝通信方式，而在传统基站难以覆盖的区域，一座距离地面十几公里的无人飞艇就可能成为临时或长期存在的“空中基站”。

从通信基础设施的发展路径来看，HAPS的真正意义并不是取代地面基站或者卫星，而是在地面和太空之间增加一个全新的网络层。对于偏远地区、海上航线、灾害区域以及需要快速恢复通信的地区而言，这种能够长期停留在平流层、同时直接服务普通手机的通信平台，可能成为未来非地面网络的重要组成部分。