近些年,移动设备数量快速增长,工业互联网、高清视频等业务场景不断涌现,致使网络中的数据流量激增。上述发展现状不仅需要移动通信网络具备更强的承载能力,并且对网络的稳健性以及泛在能力提出了更高的要求。面对这些挑战,仅靠增加接入设备、提高网络带宽难以从根本上解决问题。卫星通信的发展为应对以上挑战提供了新的思路,利用卫星实现全球无缝覆盖,并通过广播、多播技术进行高效的内容分发,在一定程度上可以弥补地面通信网络的不足。探求卫星地面网络的协作模式已经成为下一代移动通信技术的重要方向。卫星与地面网络在覆盖范围、传播时延、网络能力等方面具有不同的特性,为达到高效的协作,一方面要求两者充分发挥各自的优势,提高资源利用效果;另一方面要尽量减弱网络的固有弊端带来的影响,例如卫星移动会导致内容分发中断问题。基于以上目标,设计适配的网络资源管控方案以及内容缓存与分发机制具有重要意义。本文利用多接入边缘计算、网络虚拟化等技术进行了星地融合网络能力增强,在此基础上重点开展了星地协作内容分发机制的研究与创新:第一,提出了一种具有边缘缓存和计算能力的星地协作网络架构,针对视频有多版本且版本间可以通过计算进行转换的业务场景,依据3GPP标准定义的卫星直接服务用户和通过基站服务用户两种方式,着重设计了两种与视频业务场景适配的内容分发策略:卫星转码直接分发策略（ST-DD）和基站转码协助卫星分发策略（BST-ASD）,以上两种策略均包含计算转码和分发两个过程,但分别侧重利用卫星或基站处的资源。仿真结果显示,在计算和下行链路资源消耗方面,ST-DD比BST-ASD分别低53.6%和71.3%,有更好的资源利用效果。第二,考虑到现阶段卫星能力较弱,难以通过更高效的ST-DD策略完成所有的分发任务,进一步采用ST-DD与BST-ASD结合的方式完成内容分发,这要求在更深入的融合架构下进行统筹。首先提出了一种虚拟星地协作网络架构,打破异构网络间的隔阂,网络的资源由虚拟网络运营商（MVNO）进行统一管控。随后以MVNO的收益为目标构建优化问题,设计了一种基于离散粒子群的内容分发策略选择算法（BPSO-SA）进行分发方案决策,算法解决了无线虚拟网络资源难以估计的问题,并且与随机选择算法（RSA）和基于流行度选择算法（PSA）相比,BPSO-SA使得MVNO收益分别提高28.9%和12.3%。第三,为解决低轨卫星高速移动造成多播分发过程中断的问题,设计了一种基于预知卫星服务时长信息的星地协作分发策略。策略以卫星的服务时长能否完成内容分发为条件进行判断,若在最长等待时间内有满足条件的卫星过顶,则用户通过卫星多播获取内容,否则由地面基站单播获取。在该策略下,基于网络模型给出卫星服务时长的计算式,并进一步推导得到网络资源消耗以及用户平均等待时延的表达式。为调节网络与用户之间的冲突,采用系数加权的方式构造优化目标,并利用模式搜索算法进行网络参数决策。仿真显示,通过调整权重系数,可以达到降低网络资源消耗或者用户等待时延的效果。