一个胖乎乎的白色气球漂浮在新罕布什尔州南部一个小镇上空500英尺。虽然飞艇在体育场上空是常见的景象，但在新英格兰的一片田园风光上空盘旋似乎不合时宜。它属于位于马萨诸塞州的Altaeros公司，该公司计划把像这样的拴着的飞行器变成自动通信的超级塔，为农村社区的家庭、企业和农场提供电话和高速无线互联网。一个超级塔可以服务15到20个传统手机信号塔所覆盖的区域。
由于Altaeros的Ben Glass表示，Aerostats自动运行并需要显着更少的基础设施来启动和运行，所以部署的成本比设置细胞手机塔的成本小约60％。这是可以帮助农村地区从特殊，不可靠，服务的储蓄储蓄到超快速，最先进的4G和5G网络。
“我们的目标是使农村基础设施羡慕所有基础设施。”
本·格拉斯，Altaeros首席执行官
自动化的地面船员
农村宽带落后于城市网络的原因很简单:成本。一个2018年的研究估计，在锚定型机构安装高速光纤电缆 - 包括学校，医院和图书馆，美国周围的农村社区可能会花费130亿美元至190亿美元。用于无线宽带的建筑手机塔不是更便宜的。一个2017年分析估计它需要37,500个180英尺高的宏观塔，升级美国的农村地区近125亿美元。
格拉斯说，操作一个传统的浮空器也很昂贵。这些飞行器自18世纪末就已经存在，通常由数量可观的地勤人员管理。如果阿尔塔罗斯的“超级塔”手动操作，将需要大约10个人操作缆绳和绞车，将浮空器部署到正确的高度，指向正确的方向，并将其放下来进行维护。格拉斯说，单是机组人员就会消耗掉大约70%的运营预算。他和他的团队知道，为了让他们的SuperTower具有经济意义，他们必须消除对大量地勤人员的需求。
他们把工程上的精力集中在让飞艇自主操作上。利用MATLAB进行基于模型的设计®和仿真软万博1manbetx件®Altaeros的工程师开发了两项关键技术:一个详细的浮空器系统计算机模型，以及管理飞行器自主操作的控制软件。
计算机模型代表了物理超级塔，并提供了车辆在不同环境和不同场景下如何运行的详细分析。例如，工程师使用该程序来测试飞艇在超过每小时50英里的风速下的表现。他们分析了当绞车上的马达失灵时系统可能会做出的反应。飞艇上的传感器被设计用来收集环境和系统数据，以改进和验证计算机模型，使其更加精确。
计算机模型被转换为自主操作船舶硬件的代码。空气电位器从旋转平台发射，停泊有三个。电缆锚定Blimp，也可以提供电源和数据。不同的情景导致空气源采取某些行动。例如，如果传感器发现风在高海拔地区致命，则系统将空气源降低到风平静的高度。
“它不断调整其定向和位置，以保持平台尽可能稳定，”玻璃说。
如果飞艇的氦气开始耗尽，传感器就会向网络操作中心发送警报并要求维护。格拉斯说，他设想用一个人来管理数十座摩天大楼。
飞入未知的剑道
从2016年到2017年，Altaeros对其自主系统进行了三次试点测试。他们使用了一个43英尺的高空气球和两个50英尺的原型，都配备了爱立信的无线电接收器和天线。在发射升空约500英尺后，飞艇开始播放4G LTE信号。
在测试期间，格拉斯和他的团队观察了电信性能。特别是，他们分析了信号是如何传播的，以及系统如何在不断开连接的情况下，将连接的蜂窝呼叫或数据会话从一个基站转移到另一个基站。总的来说，他们发现LTE系统表现良好，没有因为超级塔的移动而导致信号退化或通话中断。
格拉斯说:“毫不奇怪，无线电频率传播非常出色，因为我们的发射频率非常高。”格拉斯表示，该公司目前正在评估一个100英尺的商业版本。
服务提供商对农村宽带解决方案Altaeros是Engineering，爱立信美国的首席技术官G.S.Sikings。“他们看到了价值。如果你进去说你可以用其中一个基于空气托管的塔楼替换20个正常的宏观塔，这是非常有趣的。“如果有任何犹豫，他说，这是因为平台是新的，完全不同于行业之前的任何东西。疾病认为，一旦服务提供商看到两组或三个航空静止操作，他们的初始悬浮性就会消失。
尽管Altaeros正处于商业部署的风口浪尖上，但实现这一目标并非没有挑战。西克和表示，Altaeros正在飞向未知的天空，他们将需要克服一些操作和监管障碍。在操作方面，飞艇需要时不时地下来进行维护，这意味着它不会提供服务。这些活动可以安排在大多数客户都在睡觉的时间，Sickand说。
“不出所料，无线电频率传播非常好，因为我们从非常高的位置发射。”
本·格拉斯，Altaeros首席执行官
在伴随龙卷风和飓风的恶劣天气下，这个浮空器也必须降落。这将导致服务在短时间内不可用，这可能会在最需要的时候删除服务。格拉斯表示，Altaeros已经考虑了填补空缺的策略。其他重叠的3G或4G网络可以被利用，一个相邻的超级塔可以向该地区广播，或无人机可以在线提供临时服务。格拉斯指出，可能使超级塔搁浅的强风也可能破坏手机发射塔及其设备。在地面上得到保护后，未受损的超级塔可以比修复受损的手机发射塔更快地恢复工作。
“这种情况并不是理想的，但你必须在一年内偶尔造成偶尔缺乏覆盖，而不是根本没有报道，”疾病说。“在我看来，优点远远超过了缺点。”
晕车说，监管障碍可能呈现最大的挑战。因为空气垫延伸到天空中高于任何其他塔，因此Altaeros需要获得联邦航空管理局（FAA）以及联邦通信委员会（FCC）的批准。他们还需要来自州和县监管机构的许可证，可能面临着不希望在后院飞行的社区的一些推动力。
一旦公司证明了解决方案的技术和经济可行性并将该过程简化为现场并允许美国的超级赠送者，他们将开始扩展到其他国家。
格拉斯表示:“我们已经在与一些全球和国际运营商合作，计划向其他市场扩张。”
转变之风
Altaeros从一开始就与联邦通信委员会和联邦航空局密切合作，以满足所有联邦要求，以实现超塔的商业运营。获得联邦通信委员会批准的一个条件是获得联邦航空局的空域许可。奥巴马政府从上世纪60年代就已经出台了一项针对系住气球的规定。如何一个21英石该公司正在对该产品进行分类。格拉斯说:“我们希望确保我们以正确的方式解释这些法规，以便我们加入所有必要的安全系统。”他说，Altaeros也选择对航空业影响最小的地点。
在农村地区建立宽带是一项高度优先的工作。2015年，美国联邦通信委员会(FCC)宣布，将允许一部分无线电频谱用于灵活的无线宽带，这部分频谱在历史上是为军事雷达预留的。2018年，美国联邦通信委员会批准将所谓的公民宽带无线电服务用于LTE。委员会还提出可提供65亿美元到2018年的电信行业，建立固定和移动宽带网络，以缩小美国的数字差距。
格拉斯说:“从很多方面来说，这都是一个很好的时机。”
