极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置与流程

本发明实施例涉及航天信息领域，尤其涉及一种极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置。

背景技术：

低轨道卫星网络是以低轨道卫星节点为核心的全球一体化通信系统。极地轨道低轨道卫星网络是以极地轨道低轨道卫星节点为核心，由于具有全球无缝覆盖、部署机动灵活等优点，极地轨道低轨道卫星网络不仅在军事和航天科技上具有特殊的地位，而且广泛应用于导航、定位、天气预报、电视直播等民用数据通信领域，具有非常庞大的移动用户群体。

传统的低轨道卫星网络IP编址方法是为每个卫星节点对地端口设定固定的IP地址。当地面上的移动用户由上一个卫星节点覆盖区域转入另一新的卫星节点的覆盖区域时，需要更新移动用户的IP地址，以使该移动用户的新的IP地址与新的卫星节点的IP地址满足地址汇聚关系，从而使得移动用户可以接入新的卫星节点。

现有极地轨道低轨道卫星网络也采用上述传统的低轨道卫星网络IP编址方法，由于低轨道卫星节点的运动速率远远高于接入卫星节点的移动用户的运动速率，会导致移动用户频繁转换卫星覆盖区域，从而导致移动用户的IP地址的频繁更新。随着极地轨道低轨道卫星网络中地面移动用户数量的增加，网络中移动用户的IP地址的更新会更加频繁，导致网络运行效率低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置，以解决因移动用户频繁转换卫星覆盖区域，导致移动用户的IP地址的频繁更新、网络运行效率低的问题。

本发明实施例的一个方面是提供一种极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，包括：

根据极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律，确定地球表面的多个地理分区，所述极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点具有如下分布规律：所述极地轨道低轨道卫星网络包括多个半径相同的极地轨道，每个所述极地轨道上有多个卫星节点，相邻两个所述极地轨道所在平面之间的夹角均相同，每个所述极地轨道上的相邻两个所述卫星节点之间的纬度差值均相同；

获取待分配的完全IP地址段；

根据所述完全IP地址段，确定所述多个地理分区中每个地理分区的IP地址段；

根据所述多个卫星节点中每个卫星节点对应的所述地理分区以及所述每个地理分区的IP地址段，确定每个卫星节点的对地端口IP地址；

根据移动用户所在的所述地理分区以及所述每个地理分区的IP地址段，确定所述移动用户的IP地址。

本发明实施例的另一个方面是提供一种极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置，包括：

划分模块，用于根据极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律，确定地球表面的多个地理分区，所述极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点具有如下分布规律：所述极地轨道低轨道卫星网络包括多个半径相同的极地轨道，每个所述极地轨道上有多个卫星节点，相邻两个所述极地轨道所在平面之间的夹角均相同，每个所述极地轨道上的相邻两个所述卫星节点之间的纬度差值均相同；

获取模块，用于获取待分配的完全IP地址段；

第一确定模块，用于根据所述完全IP地址段，确定所述多个地理分区中每个地理分区的IP地址段；

第二确定模块，用于根据所述多个卫星节点中每个卫星节点对应的所述地理分区以及所述每个地理分区的IP地址段，确定每个卫星节点的对地端口IP地址；

第三确定模块，用于根据移动用户所在的所述地理分区以及所述每个地理分区的IP地址段，确定所述移动用户的IP地址。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置，通过根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各所述地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的所述地理分区为所述各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址，使得只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址，由于移动用户相对地理分区的移动速率远远小于移动用户相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远远小于移动用户转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了低轨道卫星网络的运行效率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的n为偶数的地理分区排列示意图；

图3为本发明实施例二提供的n为奇数的地理分区排列示意图；

图4为本发明实施例二提供的n为奇数时穿越北极点的地理分区示意图；

图5为本发明实施例三提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法流程图；

图6为本发明实施例四提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置结构图；

图7为本发明实施例五提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置结构图。

具体实施方式

极地轨道是指轨道平面与地球赤道面夹角为90度的人造地球卫星轨道。极地轨道的卫星节点(即人造卫星)运行时能到达南北极区上空，极地轨道的卫星节点覆盖全球范围。在实际应用中，很多需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星、地球资源卫星等都采用极地轨道。通常的低轨道卫星网络中的卫星节点通常指轨道高度为距离地面1000km-5000km的卫星节点。

实施例一

图1为本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法流程图。本发明实施例针对因移动用户频繁转换卫星覆盖区域，导致移动用户的IP地址的频繁更新、网络运行效率低的问题，提供了极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，该方法具体步骤如下：

步骤S101、根据极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律，确定地球表面的多个地理分区。

其中，极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点具有如下分布规律：极地轨道低轨道卫星网络包括多个半径相同的极地轨道，每个极地轨道上有多个卫星节点，相邻两个极地轨道所在平面之间的夹角均相同，每个极地轨道上的相邻两个卫星节点之间的纬度差值均相同。

在本发明实施例以及后续的其他实施例中，所述的“卫星网络”均指所包括的卫星节点具有上述分布规律的极地轨道低轨道卫星网络。

在本实施例中，关于角的度量均采用弧度制。极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律具体如下：

(1)极地轨道低轨道卫星网络有m×n个卫星节点，其中m为极地轨道数量，n为每个极地轨道中的卫星节点数量。(2)各个极地轨道均为以地心为圆心的圆形，各个极地轨道的半径均相同，且任意相邻的两个极地轨道所在平面之间的夹角均为(3)每个极地轨道中，任意相邻卫星之间的纬度差值均为也即每个极地轨道中的卫星节点均匀分布。

步骤S102、获取待分配的完全IP地址段。

其中，待分配的完全IP地址段为预先给定的IP地址段，以供分配给各个地理分区，且能够满足极地轨道低轨道卫星网络的IP地址数量的需求。

优选地，为满足极地轨道低轨道卫星网络的IP地址数量的需求，可以根据卫星网络总的IP需求量，确定待分配的完全IP地址段。

在本实施例中，在后续步骤中为各个地理分区分配的IP地址段均包含在该完全IP地址段内。

步骤S103、根据完全IP地址段，确定多个地理分区中每个地理分区的IP地址段。

具体的，根据各个地理分区中IP地址的需求量，将完全IP地址段划分成多个IP地址段。其中，划分成的多个IP地址段的中IP地址的数量与各个地理分区中IP地址的需求量相对应，将各个IP地址段分配给相应的地理分区。

步骤S104、根据多个卫星节点中每个卫星节点对应的地理分区以及每个地理分区的IP地址段，确定每个卫星节点的对地端口IP地址。

在本实施例中，每个卫星节点在同一时刻仅对应唯一的地理分区。若在某一时刻卫星节点的当前位置对应坐标位于某一地理分区的范围内，则在该时刻该地理分区即为与该卫星节点对应的地理分区。可以由技术人员实时监控卫星节点的当前位置信息并实时获取卫星节点的坐标，当卫星节点的坐标位于地理分区的边界，或者接近地理分区的边界时，则卫星节点对应地理分区将发生变化，重新分配该卫星节点的对地端口IP地址。

具体地，当卫星节点对应的地理分区发生变化，根据卫星节点当前对应的地理分区的IP地址段，从该IP地址段中为该卫星节点分配其对地端口IP地址。

优选地，将卫星节点当前对应的地理分区的IP地址段中可分配的IP地址中最小的IP地址分配为该卫星节点的对地端口IP地址。

其中，IP地址段中的可分配IP地址是指IP地址段中除最小的IP地址和最大的IP地址之外任一IP地址。

本领域技术人员容易理解，IP地址段中最小的IP地址和最大的IP地址作为保留IP地址，不做分配。

步骤S105、根据移动用户所在的地理分区以及每个地理分区的IP地址段，确定移动用户的IP地址。

在该步骤中，当移动用户接入卫星网络，或者移动用户与卫星网络保存连接状态下转换地理分区时，需要为该移动用户分配新的IP地址。因此根据移动用户的当前所在的地理分区，从其当前所在地理分区的IP地址段中，为该移动用户分配IP地址。优选地，可以将当前所在地理分区的IP地址段中最小的可分配IP地址分配给该移动用户。

进一步地，当移动用户断开卫星网络时，收回未该移动用户分配的IP地址，收回的IP地址成为可分配IP地址。

在本实施例中，根据移动用户所在的位置，确定各个移动用户所在的地理分区，处于两个地理分区交界处的用户可以指定属于这两个地理分区中的一个。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，通过根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的地理分区为各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址，使得只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址，由于移动用户相对地理分区的移动速率远远小于移动用户相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远远小于移动用户转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了低轨道卫星网络的运行效率。

实施例二

在上述实施例一的基础上，在本发明实施例二中，将地球表面划分成的多个地理分区具有以下特点：地理分区的个数与低轨道卫星网络中卫星节点的个数相等；地理分区是由地球表面上具有预设经度间隔的两条经线与具有预设纬度间隔的两条纬线交叉围成的规则区域；其中，预设经度间隔为相邻的两个极地轨道之间的经度差值，且预设纬度间隔为每个极地轨道中相邻两卫星节点之间的纬度差值。

图2为本发明实施例二提供的n为偶数的地理分区排列示意图；图3为本发明实施例二提供的n为奇数的地理分区排列示意图；图4为本发明实施例二提供的n为奇数时穿越北极点的地理分区示意图。

在本实施例中，根据实施例一中极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律，将地球表面划分为nm个地理分区，使得地理分区的个数与低轨道卫星网络中卫星节点的个数相等。

具体地，所有地理分区均由预设经度间隔的两条经线和具有预设纬度间隔的两条纬线交叉围成，地理分区的划分为根据卫星节点的分布规律进行划分的，任意两个地理分区的经度间隔均相同，且任意两个地理分区的纬度间隔均相同，在任意时刻卫星节点与地理分区一一对应。

其中，地理分区的经度间隔指围成该地理分区的两条经线之间的经度差值，预设经度间隔为地理分区的纬度间隔指围成该地理分区的两条纬线之间的纬度差值，预设纬度间隔为

在实际应用中，每个极地轨道中的卫星节点每数量n可能为偶数，也可能为奇数。根据每个极地轨道中的卫星节点的数量的奇偶不同，地球表面的地理分区的分布至少包括以下两种不同情况：

(1)n为偶数

当n为偶数时，将地区表面从南极到北极分为行，每一行位于纬度间隔为的两条纬线之间。将每一行分为2m个地理分区，每个地理分区由两条经度间隔为的两条经线与该行的两个边界纬线围成。最终可实现将地区表面划分为个，即nm个地理分区，得到的地理分区数量与极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点数量相同。

如图2所示，当n为偶数时，在凯莱投影中，对划分出的各行进行编号，自下而上各行的编号分别为由于每一行的纬度间隔均为第i行位于纬度为和的纬线之间，其中i为正整数，且

如图2所示，每一行中的地理分区可在两条纬线之间左右平移。每行中的多个地理分区按照相同的编号方法进行编号。任一行中，从左至右，完全位于零度经线右侧的第一个地理分区为该行的第一个地理分区，编号为1；1号地理分区右侧第一个地理分区编号为2；2号地理分区右侧第一个地理分区编号为3，以此类推，该行中的地理分区从左至右分别编号为1,2,3，…，2m。如图2所示，第i行中各地理分区从D_i,1开始自左至右依次标记为D_i,1，D_i,2，D_i,3，…，D_i,j，…，D_i,2m-1，D_i,2m。其中，D_i,1表示第i行中编号为1的地理分区，即完全位于零度经线右侧的第一个地理分区；D_i,j表示第i行中编号为j的地理分区，j为正整数且1≤j≤2m。

其中，凯莱投影是指地球表面映射为矩形区域的地图投影，该矩形区域中，相同的横向、纵向间隔分别表示相同的经度差与纬度差。

(2)n为奇数

当n为奇数时，将地区表面从南极到北极分为行，各行从南到北依次编号为其中，第1行至第行中每行均位于纬度间隔为的两条纬线之间，且每行分为2m个地理分区，每个地理分区由两条经度间隔为的两条经线与该行的两个边界纬线围成。第行位于纬度间隔为的两条纬线之间，且该行分为m个地理分区，每个地理分区由两条经度间隔为的两条经线与该行的两个边界纬线围成。最终可实现将地区表面划分为个地理分区，得到的地理分区数量与极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点数量相同。

如图3所示，当n为奇数时，在凯莱投影中，对划分出的各行进行编号，自下而上各行的编号分别为其中，第1至行中地理分区的排列及编号方法与上述第(1)中情况中各行相同，此处不再赘述。

第行中地理分区的与其他各行包括2m个地理分区不同，该行仅包括m个地理分区。该行中每个地理分区也是由两条经度间隔为的两条经线与该行的两个边界纬线围成，该地理分区的两条边界经线在北极处交叉，与该地理分区的两条边界纬线围成两个互不重叠的部分，这两个每个部分的纬度间隔均为该地理分区的纬度间隔为可以保证该行的各地理分区的纬度间隔与其他行的地理分区均相同。

如图3所示，第行中各地理分区的编号与其他各行类似，从左至右，完全位于零度经线右侧的第一个地理分区为该行的第一个地理分区，编号为1；2号地理分区右侧第一个地理分区编号为3，以此类推，该行中的地理分区从左至右分别编号为1,2,3，…，m。属于同一地理分区的两个部分共用同一编号。

如图4所示，第行中第一个地理分区有经线1、经线2、纬线1和北极点围成，经线1和经线2的经度间隔为纬线1和北极点的纬度间隔为可见该地理分区纬度间隔为两个部分的纬度间隔之和，即该行中其他地理分区与该第一个地理分区类似，本实施例不再赘述。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，由于地理分区是根据卫星节点的分布规律划分而成的，任意两个地理分区的经度间隔均相同，且任意两个地理分区的纬度间隔均相同，在任意时刻卫星节点与地理分区一一对应。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法流程图。在上述实施例二的基础上，基于上述实施例二对地理分区的划分，根据完全IP地址段，确定多个地理分区中每个地理分区的IP地址段，包括：获取各地理分区的IP地址数量；根据各地理分区的IP地址数量，以及完全IP地址段，确定各地理分区的IP地址段，并且各地理分区的IP地址段不交叠。如图5所示，该极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法包括以下步骤：

步骤S201、根据极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律，确定地球表面的多个地理分区。

该步骤S201与上述实施例一中的步骤S101相同，本实施例再次不再赘述。

步骤S202、获取各地理分区的IP地址数量。

具体地，根据各地理分区中卫星网络的移动用户的数量，由技术人员预先估计各地理分区中移动用户的需求量，并根据各地理分区的需求量各个地理分区的IP地址最小分配数量，作为各地理分区的IP地址数量。其中，地理分区的IP地址段最小分配数量为大于等于地理分区的IP地址需求量，且可以表示为2的k次幂的最小正整数。

本实施例中，为了描述方便，将各个地理分区从1到nm进行重新编号，用R_i表示编号为i的地理分区。

用γ(R_i)表示编号为R_i的地理分区的需求量，将γ(R_i)扩展为2的k次幂的形式为

用Γ(R_i)表示编号为R_i的地理分区的IP地址最小分配数量，可知其中表示不小于*的最小整数，*表示任意实数。

为满足IP协议地址汇聚的需要，编号为R_i的地理分区的IP地址段可以用以下形式表示：

其中X为

该地理分区的IP地址段的IP地址数量为

另外，技术人员可以根据各地理分区的人口稠密程度、用户分布规律确定各地理分区的IP地址数量；或者技术人员可以根据历史用户需求统计数据或其他数据资料确定各地理分区的IP地址数量，本实施例对此不做具体限定。

本实施例中，以采用IPV4编址为例对该方法进行说明，在实际应用中该方法也可以应用于IPV6编址等其他编址方法的情况，本发明实施例对此不做具体限定。

本实施例中各个地理分区的重新编号，可以由技术人员根据各个地理分区的位置或者其他因素对各个地理分区进行编号，本发明实施例对此不做具体限定。

步骤S203、获取待分配的完全IP地址段。

其中，待分配的完全IP地址段为预先给定的IP地址段，以供分配给各个地理分区，且能够满足极地轨道低轨道卫星网络的IP地址数量的需求。

本领域技术人员容易理解，IP地址段包含的IP地址数量为2的k次幂，k为正整数。在本实施例中，为使得完全IP地址段能够满足极地轨道低轨道卫星网络的IP地址数量的需求，根据该卫星网络总的IP需求量，确定待分配的完全IP地址段。具体可以采用下述方式实现：根据各个地理分区的IP地址需求量，确定各个地理分区的IP地址最小分配数量；对各个地理分区的IP地址最小分配数量求和，作为完全需求IP数量；确定待分配完全IP地址段的最小分配IP数量为大于完全需求IP数量，且可以表示为2的k次幂的最小正整数。可见待分配完全IP地址段包括的IP地址数量大于各个地理分区IP地址段最小分配数量之和。其中，地理分区的IP地址段最小分配数量为大于等于地理分区的IP地址需求量，且可以表示为2的k次幂的最小正整数。

用Γ_t表示各个地理分区IP地址段最小分配数量之和，

待分配完全IP地址段的IP地址数量应该大于等于各个地理分区IP地址段最小分配数量之和，且可以表示为2的k次幂的形式。待分配完全IP地址段可以采用以下形式表示：

其中，前32-ρ_t位“XX…X”由技术人员指定，X可以表示0或1，且前32-ρ_t位中各个X值可以不同。

步骤S204、根据各地理分区的IP地址数量，以及完全IP地址段，确定各地理分区的IP地址段。

优选地，按照IP地址数量由大到小的顺序，依次确定各地理分区的IP地址段，使得各个地理分区的IP数量分配更加合理，避免因IP地址分配不合理导致有的地理分区的分配的IP地址太少，使得某些用户无法接入卫星网络，同时有的地理分区因IP地址数量远远大于该地理分区的需求量，闲置大量IP地址。

优选地，当有两个或多个地理分区的IP地址数量相等时，按照该两个或多个地理分区的编号由小到大的顺序，依次确定各地理分区的IP地址段。还可以由技术人员根据实际需要采用其他顺序对确定该两个或多个地理分区的IP地址段，本发明实施例对此不做具体限定。

可选地，编号为R_i的地理分区的IP地址段的IP地址数量为也可以按照各个地理分区的ρ(R_i)由大到小的顺序，依次确定各地理分区的IP地址段。进一步地，当有两个或多个地理分区的ρ(R_i)相等时，按照该两个或多个地理分区的编号由小到大的顺序，依次确定各地理分区的IP地址段。还可以由技术人员根据实际需要采用其他顺序对确定该两个或多个地理分区的IP地址段，本发明实施例对此不做具体限定。

具体地，可以采用以下步骤对各地理分区按照IP地址数量由大到小的顺序进行排序：给定各个地理分区的顺序为D₁,D₂,...,D_nm，以及各地理分区的ρ(D_k(i))。步骤一、给定一组变量k(1),...,k(nm)，且k(i)＝i,i＝1,...,nm。步骤二、给定一个变量T＝nm-1。步骤三、如果ρ(D_k(i))≥ρ(D_k(i+1))且k(i)>k(i+1)，则交换k(i)和k(i+1)的值。步骤四、将T的值减1，如果T＝0，则排序结束；如果T≥1，则循环执行步骤三和步骤四。排序结束后，最终得到各地理分区的新的顺序为D_k(1),D_k(2),...,D_k(nm)。

需要说明的是，在本实施例中还可以采用其他方法对各地理分区进行排序，本发明实施例对此不做具体限定。

在本实施例中，各个地理分区的IP地址段包括多个连续的IP地址，通过确定该地理分区的最小IP地址和最大IP地址来确定该地理分区的IP地址段。

用IP_start(R_i)表示编号为R_i的地理分区的IP地址段中的最小IP地址，用IP_back(R_i)表示编号为R_i的地理分区的IP地址段中的最大IP地址，

假设按照IP地址数量由大到小的顺序，各地理分区的排列顺序为：D_k(1),D_k(2),...,D_k(nm)。其中D_k(1)表示IP地址数量最多的地理分区，D_k(nm)表示IP地址数量最少的地理分区。

采用如下方法确定D_k(i)的IP地址段：

确定

确定IP_back(D_k(i))＝IP_start(D_k(i))+Γ(D_k(i))-1。

其中，Γ(D_k(i))表示D_k(i)的IP地址数量，用IP₀表示待分配的完全IP地址段中最小的IP地址，

可以确定地理分区D_k(i)的IP地址段为最小IP地址为IP_start(D_k(i))，最大IP地址为IP_back(D_k(i))的连续IP地址段。

另外，可以确定地理分区D_k(i)的子网掩码为其中ρ(D_k(i))＝log₂2Γ(D_k(i))。

在本实施例中，各个地理分区的IP地址段互不交叠，即不存在同时包含在两个地理分区的IP地址段中的IP地址。

步骤S205、根据多个卫星节点中每个卫星节点对应的地理分区以及每个地理分区的IP地址段，确定每个卫星节点的对地端口IP地址。

当目标节点对应的地理分区发生变化时，需重新分配该目标节点的对地端口IP地址。

具体地，该步骤可以采用如下方式实现：分别以所述多个卫星节点中的每一个卫星节点作为目标节点，获取所述目标节点的当前位置信息；根据所述目标节点的当前位置信息确定所述目标节点当前对应的地理分区；根据所述目标节点当前对应的地理分区，从所述目标节点当前对应的地理分区的可分配IP地址中，确定所述目标节点的对地端口IP地址。

在本实施例中，依次确定每一个卫星节点的对地端口IP地址，将当前要确定对地端口IP地址的卫星节点作为目标节点。

进一步地，根据所述目标节点的当前位置信息，确定该目标节点的坐标，若在某一时刻卫星节点的坐标位于某一地理分区的范围内，该地理分区为目标节点当前对应的地理分区。

优选地，将目标节点当前对应的地理分区的IP地址段中的可分配的IP地址中最小的IP地址确定为该目标节点的对地端口IP地址。可选地，可以将IP地址段中第二小的IP地址作为专用IP地址保留，以作为该地理分区对应的卫星节点的对地端口IP地址。

其中，所述地理分区的可分配IP地址为所述地理分区的IP地址段中除最小的IP地址和最大的IP地址之外的任一IP地址。

本领域技术人员容易理解，IP地址段中最小的IP地址和最大的IP地址作为保留IP地址，不做分配。

步骤S206、根据移动用户所在的地理分区以及每个地理分区的IP地址段，确定移动用户的IP地址。

当移动用户请求接入卫星网络，或者移动用户在与卫星网络保存连接状态中转换地理分区时，需为该移动用户分配新的IP地址。

具体地，该步骤可以采用以下方式实现：获取所述移动用户的当前位置信息，根据所述移动用户的当前位置信息确定所述移动用户当前所在的地理分区。根据所述移动用户当前所在的地理分区，以及所述每个地理分区的IP地址，确定所述移动用户当前所在的所述地理分区的可分配IP地址。

优选地，将所述可分配IP地址中除所述地理分区当前对应的卫星节点的对地端口IP地址之外的最小IP地址确定为所述移动用户的IP地址。

在本实施例中，若移动用户断开连接，或者移动用户转换地理分区时，将该移动用户原来占用的IP地址释放，释放后的IP地址重新成为可分配IP地址。

另外，地理分区R_i的IP地址管理规则及移动用户IP地址的分配更新规则如下：首先，如果R_i内没有移动用户，则可以为移动用户分配的IP地址的集合为：{IP_start(R_i)+2,IP_start(R_i)+3,...,IP_back(R_i)-1}，此时，对于该地理分区中的第一个移动用户，优选为其分配的IP地址为IP_start(R_i)+2。

如果R_i内，除了IP_start(R_i)、IP_back(R_i)以及卫星节点当前的对地IP端口地址外，所有可分配的IP地址都已经分配给了移动用户，则可以为移动用户分配的IP地址的集合为空。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，通过根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的地理分区为各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址，使得只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址，由于移动用户相对地理分区的移动速率远远小于移动用户相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远远小于移动用户转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了低轨道卫星网络的运行效率。

实施例四

图6为本发明实施例四提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置的结构图。该装置可以执行实施例一和实施例二的方法实施例提供的处理流程，如图6所示，极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置包括划分模块601、获取模块602、第一确定模块603、第二确定模块604和第三确定模块605。

具体地，划分模块601，用于根据极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点的分布规律，确定地球表面的多个地理分区，极地轨道低轨道卫星网络中卫星节点具有如下分布规律：极地轨道低轨道卫星网络包括多个半径相同的极地轨道，每个极地轨道上有多个卫星节点，相邻两个极地轨道所在平面之间的夹角均相同，每个极地轨道上的相邻两个卫星节点之间的纬度差值均相同。获取模块602，用于获取待分配的完全IP地址段。第一确定模块603，用于根据完全IP地址段，确定多个地理分区中每个地理分区的IP地址段。第二确定模块604，用于根据多个卫星节点中每个卫星节点对应的地理分区以及每个地理分区的IP地址段，确定每个卫星节点的对地端口IP地址。第三确定模块605，用于根据移动用户所在的地理分区以及每个地理分区的IP地址段，确定移动用户的IP地址。

其中，地理分区的个数与低轨道卫星网络中卫星节点的个数相等。地理分区是由地球表面上具有预设经度间隔的两条经线与具有预设纬度间隔的两条纬线交叉围成的规则区域。其中预设经度间隔为相邻的两个极地轨道之间的经度差值，且预设纬度间隔为每个极地轨道中相邻两卫星节点之间的纬度差值。

本发明实施例提供的装置可以具体用于执行上述实施例一和实施例二所提供的方法实施例，具体功能此处不再赘述。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，通过根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的地理分区为各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址，使得只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址，由于移动用户相对地理分区的移动速率远远小于移动用户相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远远小于移动用户转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了低轨道卫星网络的运行效率。

实施例五

图7为本发明实施例五提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置的结构图。如图7所示，第一确定模块603包括：第一获取单元6031和第一确定单元6032。

具体地，第一获取单元6031用于获取各地理分区的IP地址数量。第一确定单元6032用于根据各地理分区的IP地址数量，以及预先指定的完全IP地址段，确定各地理分区的IP地址段，并且各地理分区的IP地址段不交叠。

第二确定模块604包括：第二获取单元6041、第二确定单元6042和第三确定单元6043。第二获取单元6041用于分别以多个卫星节点中的每一个卫星节点作为目标节点，获取目标节点的当前位置信息。第二确定单元6042用于根据目标节点的当前位置信息确定目标节点当前对应的地理分区。第三确定单元6043用于根据目标节点当前对应的地理分区，从目标节点当前对应的地理分区的可分配IP地址中，确定目标节点的对地端口IP地址。

其中，地理分区的可分配IP地址为地理分区的IP地址段中除最小的IP地址和最大的IP地址之外的任一IP地址。

第三确定模块605包括：第三获取单元6051、第四确定单元6052和第五确定单元6053。其中，第三获取单元6051用于获取移动用户的当前位置信息。第四确定单元6052用于根据移动用户的当前位置信息确定移动用户当前所在的地理分区。第五确定单元6053用于根据移动用户当前所在的地理分区，以及每个地理分区的IP地址，确定移动用户当前所在的地理分区的可分配IP地址.第五确定单元6053还用于将可分配IP地址中除地理分区当前对应的卫星节点的对地端口IP地址之外的最小IP地址确定为移动用户的IP地址。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址装置可以具体用于执行上述实施例三所提供的方法实施例，具体功能此处不再赘述。

本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法，通过根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的地理分区为各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址，使得只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址，由于移动用户相对地理分区的移动速率远远小于移动用户相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远远小于移动用户转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了低轨道卫星网络的运行效率。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。