随着物联网（IoT）技术的飞速发展与普及，其应用边界正从传统地面网络向天空、乃至太空延伸，催生了空天地一体化网络（Space-Air-Ground Integrated Network, SAGIN）这一革命性架构。在这一前沿领域，星地融合网络技术扮演着至关重要的核心角色。武汉大学研究团队在《Engineering》期刊上发表了一篇关于星地融合网络技术在空天地一体化领域中应用的全面综述，系统性地梳理了该技术体系的关键进展、核心挑战与未来趋势，为物联网技术的全域泛在连接描绘了宏伟蓝图。
一、空天地一体化网络：物联网的新疆域
空天地一体化网络旨在将卫星网络（天基）、空中网络（空基，如无人机、高空平台）与地面网络（地基）有机融合，构建一个立体化、全覆盖、高弹性、智能化的综合信息基础设施。这一架构能够突破传统地面网络在地理覆盖、应急通信、广域物联等方面的局限，为智慧城市、环境监测、灾害预警、远洋运输、精准农业等海量物联网应用提供无处不在的连接能力。武汉大学团队指出，实现这一宏伟目标的关键，在于高效、智能、自适应的星地融合技术。
二、星地融合网络的核心技术体系
武汉大学团队的综述深入剖析了星地融合网络的技术支柱：
- 异构网络融合与智能管理：如何实现卫星网络（如低轨星座、高轨卫星）、空中平台与5G/6G地面网络在协议、资源、控制层面的无缝融合与协同，是首要挑战。团队重点讨论了基于软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）和人工智能（AI）的动态资源调度、智能路由和切片管理技术，这些技术能够根据物联网业务的多样需求（如时延、带宽、可靠性），自动优化全网资源分配。
- 高频段与高通量传输技术：为了支撑海量物联网数据回传与分发，星地链路需要极高的传输容量。综述涵盖了Q/V波段、太赫兹等高频段通信技术，以及大规模MIMO、智能波束成形等关键技术在星地场景下的应用与适配挑战。
- 星上处理与边缘计算：将计算能力“推”向网络边缘乃至卫星平台，是降低物联网业务时延、减轻星地传输压力的有效途径。团队分析了星上处理（如数据过滤、协议转换）和星载边缘计算节点的架构与算法，它们能对遥感IoT数据、传感信息进行在轨实时处理。
- 网络与信息安全：空天地一体化的开放环境使其更易遭受攻击。综述了针对星地融合网络的物理层安全、跨域认证、加密传输和入侵检测等安全加固策略。
- 物联网专属优化：针对物联网终端数量巨大、功耗敏感、业务稀疏等特点，团队探讨了适用于星地融合网络的随机接入、功率控制、群组管理和非地面网络（NTN）增强型窄带物联网（NB-IoT）技术。
三、挑战与未来展望
尽管前景广阔，星地融合网络在支撑物联网应用时仍面临诸多挑战：星地链路的高动态性与长时延对协议设计的影响、覆盖与容量的动态平衡、巨量异构设备的统一身份管理与移动性支持、以及系统级的能效优化问题。
武汉大学团队展望，未来星地融合网络将与人工智能、数字孪生、区块链等技术深度结合，向“智能融合”演进。通过构建空天地一体化的数字孪生网络，可以实现对物理网络的精准映射、状态预测与自主优化。6G技术标准已将空天地一体化作为核心场景，星地融合网络必将成为6G时代万物智联的基石。
四、
武汉大学团队的这篇综述，不仅系统性地了星地融合网络技术支撑空天地一体化物联网的关键技术与研究现状，更清晰地指明了未来的技术演进路径。星地融合网络的成熟与普及，将彻底打破连接的空间壁垒，使物联网真正实现“全球覆盖、随遇接入”，为人类社会数字化转型和全球可持续发展注入强大的网络动能。
