通过运行在平流层中的飞艇或飞机的中继，延伸传输系统的通信距离，为一个广域覆盖范围提供半永久性的高数据速率和大容量通信服务。高空平台传输系统运行在平流层的底部，基本可以满足视距传播条件，仅有微弱的多径效应和微小的传播延迟。

1783年，第一个热气球升空，成为最早的高空平台。真正的高空平台传输系统的探索研究开始于1997年，美国空间站国际公司提出建立一个长达200米，可以在20千米高空中飞行数年的太阳能动力飞艇，初期目标是提供第三代移动通信系统（third generation mobile communication system，3G）和宽带通信技术。1997年，在世界无线电通信大会（World Radiocommunications Conference，WRC）上，为高空平台通信划分了47/48吉赫频段。随后WRC又划分出了更多频率用于高空平台，如用于宽带通信的31/28吉赫和3G应用的2吉赫频段。

高空平台传输系统主要由平流层单元和地面单元两部分组成。平流层单元是实现与地面设施和其他高空平台通信的空中平台，包括平台分系统、高度和稳定性控制分系统、指挥分系统、遥感探测分系统、跟踪分系统及通信有效载荷分系统。地面单元包括飞行控制和通信两个部分，利用高空平台和地面用户之间的链路，完成针对高空平台的协调和操作控制功能。

图1 平流层单元的基本组成

图2 地面单元的基本组成

高空平台传输系统与地面网络接近，同时兼具卫星通信的优点，具有相对稳定和较大的覆盖区域、较低的传输时延，能够确保宽带通信的能力。此外高空平台传输系统对地面基础设施依赖程度低，易于维护和升级。

作为一种非常灵活的基础设施，高空平台传输系统适用于以下应用场合：①在服务开展阶段建立区域性或全国性的网络；②为乡村及偏远地区提供长期宽带无线接入；③为短期大规模活动提供服务；④在抢险救灾中建立应急通信网络；⑤为远端网络如分散的局域网提供双向互联，或者接入骨干网络的双向网关。

高空平台价格昂贵，且在航空和热力学上仍有不小的挑战。具有较高载荷容量的飞机平台以及太阳能动力飞艇是两个主要的发展方向。截至2015年年底，尚无高空平台通信系统投入商用。