全球科学技术目前正在以前所未有的速度向前发展,通信技术也呈现了突飞猛进的变化,人们在生产和生活中对通信的需求量越来越来大,现有通信系统逐渐不能满足人类的需求。临近空间高空平台通常是指工作在20～25km高度范围内、携带了大量通信设备的飞行器,具有成本低、易部署、覆盖广、时延低等优点。由于独特的地理位置,高空平台成为了地面通信系统与卫星通信系统的重要补充,在天地一体化信息网络中占有重要地位。在HAPS通信系统中,信号在传输过程中会经历多种衰落,如路径损耗、多径衰落等,其中降雨衰落是影响Ka频段HAPS通信链路质量的重要原因。传统的抗雨衰技术有功率控制技术、自适应调制编码技术、空间分集技术等,但由于高空平台能量有限、平台面积有限等因素,这些抗雨衰技术不能有效解决HAPS系统中的降雨衰落问题。本文提出在HAPS系统中使用协作分集技术,利用地面协作用户辅助信号的传输,通过用户间天线共享实现空间分集,进而提高目标用户的信号质量,增强系统的通信性能。本文首先对临近空间通信的基本特性进行了研究,包括临近空间信号经历衰落类型和特性。其次,对协作分集技术的基本原理进行了深入研究,包括协作分集传输策略、与协作分集合并算法,加深了对协作分集技术的认识与理解。在HAPS协作通信方案中,为提高接收信号强度和减小波束间干扰,在高空平台发射端应用了波束赋形技术,形成具有指向性的波束指向地面用户,并选择合适的衰落模型对临近空间的信道衰落进行建模。在地面协作用户与地面目标用户之间,考虑使用D2D通信技术,并通过低频波段进行通信。在协作用户选择时,提出了基于回溯法的协作用户选择算法,综合考虑了发射端与协作用户之间和协作用户与目标用户之间信道质量,并以合并信号信噪比作为优化目标。本文通过Matlab搭建了临近空间通信系统链路级仿真平台,并对比了所提协作用户选择算法与现有其他算法的通信性能。