CN104507177B - 一种无线宽带热点设备用户链接动态管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线宽带热点设备用户链接动态管理方法及系统。本发明还提出无线宽带热点设备用户链接动态管理系统，所述系统包括无线宽带业务速率波动检测单元、配置信息存储单元、已连接Wi‑Fi client用户业务状态表、Wi‑Fi client链接动态管理单元以及Wi‑Fi client用户链接处理单元。采用本发明所述的无线宽带热点设备用户链接管理方法及系统与现有技术相比，本发明实现了无线宽带热点设备Wi‑Fi Client用户的动态链接管理，在无线宽带热点设备的移动通讯宽带数据业务速率下降剧烈的情况下保证了接入的Wi‑Fi Client业务速率稳定可靠，提高了用户体验效果。

Description

一种无线宽带热点设备用户链接动态管理方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，特别涉及一种无线宽带热点设备用户链接动态管理方法及系统。

背景技术

随着通讯技术的不断发展，移动通讯终端用户对移动宽带数据业务的需求不断扩展，越来越多的移动通讯运营商开始提供高速率的移动宽带业务，LTE制式移动通讯网络在全球的覆盖越来越普及，移动通讯数据业务速率标准也从100Mbps、150Mbps发展到支持载波聚合技术的300Mbps等等。

WI-FI技术作为实现无线局域网的选择之一，其技术的不断演进实现了覆盖范围的不断扩大以及传输速率的不断提升。传统WI-FI网络与有线网络结合产生了无线AP(接入点)、无线路由器等产品概念，主要应用于家庭等场景，实现固定局域范围内多个WI-FIclient设备通过无线路由器共享使用有线网络的资源。近年出现的WI-FI网络与3G、4G移动通讯技术结合产品，如日本软银推出的几代Pocket Wi-Fi产品、美国Verizon的Mifi产品，可供多个WI-FI client用户通过无线宽带热点设备共同使用LTE移动通讯网络的宽带数据业务资源，上行方向与3G(4G)移动通讯基站交互数据，下行方向则可以支持多个WI-FIclient用户接入，共享高速移动宽带资源，实现了无线宽带热点路由的功能，取得了很好的市场反响。同时随着智能手机的快速发展，大多数智能手机通过“WLAN热点”功能也实现了同样的作用，为叙述方便，本文对上述产品统称为“无线宽带热点设备”。

早期多数无线宽带热点设备能够接入的WI-FI Client用户全部为固定数目，对于3G制式的无线宽带热点设备可接入用户数较少，LTE制式产品较多，但都是由设备系统软件代码设定，这样处理的好处是用户接入管理机制简单，软件实现复杂度低，但同时也会有不够灵活的弊端，不能根据移动通讯网络的情况动态管理WI-FI Client用户的接入与管理，用户体验差，也无法实现移动通讯网络资源的最大化利用。针对这一问题，公开号为CN103002541A在中国发明专利申请《一种无线宽带热点设备用户接入的动态管理方法及装置》中公开一种动态接入管理的解决方案，实现了无线宽带热点设备的Wi-Fi client有序接入，提高了用户体验；但针对移动通讯网络覆盖的复杂性，数据业务速率在不同环境下差异大并且移动状态下波动剧烈，Wi-Fi client不仅要做接入管理，同样也需要做链接管理，对已经接入的client设备进行“限速”或者结束链接(Disassociation)等管理操作，来保证在移动通讯网络波动剧烈的时候，所有接入的WI-FI Client用户能够保证业务的正常使用；现有技术无法解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提出一种无线宽带热点设备用户链接动态管理方法及系统。

为实现上述目的，本发明提出一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：预先设置启动Wi-Fi client用户动态链接管理的策略选择与算法参数；

步骤2：无线宽带热点设备与移动通讯基站建立数据业务链接，并启动无线宽带热点功能；

步骤3：无线宽带热点设备估算当前数据业务速率作为移动通讯链路业务速率波动检测初始参考值；

步骤4：无线宽带热点设备处理Wi-Fi client用户接入申请过程并持续更新Wi-Ficlient用户业务状态表；

步骤5：无线宽带热点设备周期检测无线宽带业务速率波动；

步骤6：当无线宽带业务速率波动满足管理算法条件后启动Wi-Fi client用户动态链接管理；

步骤7：无线宽带热点设备执行Wi-Fi client用户动态链接管理操作；

步骤8：无线宽带热点设备更新Wi-Fi client用户业务状态表、当前移动通讯链路业务速率波动检测参考值等算法参数；

步骤9：无线宽带热点设备继续周期检测移动通讯业务速率波动直至关闭无线宽带热点功能。

进一步地，步骤1所述Wi-Fi client用户动态链接管理策略与算法参数设置由系统预设或用户设置。

进一步地，步骤3所述无线宽带业务速率波动检测由无线宽带热点设备自身完成，并且只有无线宽带热点设备启动无线宽带热点功能后进行。

进一步地，步骤6为当无线宽带业务速率下降超过一定门限并持续一定时间后启动Wi-Fi client用户动态链接管理操作。

进一步地，步骤7所述的Wi-Fi client用户动态链接管理操作包括Wi-Fi client用户降速操作或强制下线操作。

进一步地，所述Wi-Fi client用户动态链接管理的强制下线操作包括但不限于以下管理规则：FIFO(先入先出)规则、LIFO(后入先出)规则、高速率优先规则等。

进一步地，所述Wi-Fi client用户动态链接管理的强制下线操作为首先读取当前已连接Wi-Fi client用户业务状态表，按照强制下线管理规则对满足条件的Wi-Fi client用户进行结束链接操作，将该Wi-Fi client用户与无线宽带热点设备的WLAN(无线局域网)链接断开；完成结束链接(Disassociation)操作后更新Wi-Fi client用户业务状态表。

进一步地，所述Wi-Fi client用户业务状态表包括但不限于所有连接状态Wi-Ficlient用户的MAC地址、接入时间、接入时长、当前协商速率等级等信息。

进一步地，所述Wi-Fi client用户中被强制下线的用户为符合用户动态链接管理策略规则下的一个或者多个之前链接到该无线宽带热点设备的Wi-Fi client设备。

进一步地，所述Wi-Fi client用户动态链接管理策略在已接入Wi-Fi client用户数为1时仅选择限速策略，在强制下线策略执行到已接入Wi-Fi client用户数为1时结束链接管理操作。

本发明还提出一种无线宽带热点设备用户链接动态管理系统，其特征在于：所述系统包括无线宽带业务速率波动检测单元、配置信息存储单元、已连接Wi-Fi client用户业务状态表、Wi-Fi client链接动态管理单元以及Wi-Fi client用户链接处理单元；

所述无线宽带业务速率波动检测单元负责周期检测无线宽带热点设备与移动通讯基站链路的无线宽带业务速率，检测结果提供给Wi-Fi client链接动态管理单元；

所述配置信息存储单元存储Wi-Fi client链接动态管理策略选择与算法参数，包括无线宽带业务速率下降门限、无线宽带业务速率下降持续时间门限、对WI-FI client用户结束链接操作的速率判断门限；

所述已连接Wi-Fi client用户业务状态表用于记录跟踪所有当前处于连接状态的Wi-Fi client用户MAC地址、接入时间、接入时长、当前协商WI-FI速率等级等参数；

所述Wi-Fi client链接动态管理单元用于评估无线宽带业务速率波动程度并判断是否启动Wi-Fi client用户链接动态管理；确定启动Wi-Fi client用户链接动态管理后根据系统预设或用户设置进行下一步策略选择，如果选择限速策略，则降低当前WLAN可支持最高速率等级；如果选择强制下线策略，需要进一步根据FIFO(先入先出)规则、LIFO(后入先出)规则、高速率优先规则决定需要下线的Wi-Fi client用户；最后根据Wi-Fi client用户链接处理单元返回的处理结果更新已连接Wi-Fi client用户业务状态表；

所述Wi-Fi client用户链接处理单元用于根据Wi-Fi client链接管理单元的指令进行WLAN(无线局域网)内管理过程：降低WLAN(无线局域网)支持速率等级，对当前WLAN内超过该速率等级的Wi-Fi client用户降低其协商速率等级；或者对满足FIFO(先入先出)规则、LIFO(后入先出)规则、高速率优先规则的Wi-Fi client用户进行结束链接操作，断开其与无线宽带热点设备的业务链接。

综上所述，采用本发明所述的无线宽带热点设备用户链接动态管理方法及系统具有如下有益效果：与现有技术相比，本发明实现了无线宽带热点设备Wi-Fi Client用户的动态链接管理，在无线宽带热点设备的移动通讯宽带数据业务速率下降剧烈的情况下保证了接入的Wi-Fi Client业务速率稳定可靠，提高了用户体验效果。

附图说明

图1为无线宽带热点设备与移动通讯网络以及Wi-Fi client的系统关系图；

图2为本发明所述的无线宽带热点设备用户链接动态管理系统模块组成图及其相互关系示意图；

图3为本发明实施例中无线宽带热点设备用户动态链接管理方法数据业务速率波动检测周期示意图；

图4为本发明采用强制下线规则的无线宽带热点设备用户动态链接管理方法处理流程图；

图5为本发明采用速率优先规则的无线宽带热点设备用户动态链接管理方法处理流程图；

图6为采用后入先出规则的无线宽带热点设备用户动态链接管理方法处理流程图；

图7为采用限速策略规则的无线宽带热点设备用户动态链接管理方法处理流程图。

具体实施方式

本发明的所述的无线宽带热点设备用户链接动态管理方法，包括以下步骤：

步骤1：预先设置WI-FI client用户动态链接管理策略与算法参数；

步骤2：无线宽带热点设备与移动通讯基站建立数据业务链接，并启动无线宽带热点功能；

步骤3：无线宽带热点设备估算当前数据业务速率作为移动通讯链路业务速率波动检测参考值；

步骤4：当有Wi-Fi client接入完成后更新Wi-Fi client状态表并跟踪该Wi-Ficlient用户状态；

步骤5：无线宽带热点设备以一定周期进行移动通讯数据业务速率波动检测；

步骤6：当移动通讯数据业务速率下降到满足WI-FI client用户动态链接管理算法判断条件启动WI-FI client用户动态链接管理措施；

步骤7：根据预先设置的WI-FI client用户动态链接管理策略和算法进行相应的WI-FI client降速操作或强制下线操作；

步骤8：更新WI-FI client用户状态表、移动通讯链路业务速率波动检测参考值等参数。

步骤9：继续周期检测移动通讯数据业务速率波动，满足算法条件则执行步骤6到步骤8，不满足则重复步骤5直至无线宽带热点功能关闭。

进一步，步骤1中的WI-FI client用户动态链接管理策略包括降速策略和强制下线策略，进一步地，强制下线策略可以采用FIFO(先入先出)规则、LIFO(后入先出)规则、高速率优先规则等。其中FIFO(先入先出)规则对接入的WI-FI client用户按照接入时间进行排序，第一个接入的WI-FI client用户按照FIFO(先入先出)规则被结束链接；LIFO(后入先出)规则对接入的WI-FI client用户按照接入时间进行排序，最后一个接入的WI-FIclient用户按照FIFO(先入先出)规则被结束链接。高速率优先规则对接入的WI-FI client用户按照与无线宽带热点设备协商速率等级排序，协商速率最低的WI-FI client用户被结束链接。步骤1中算法参数包括但不限于移动通讯链路业务速率下降门限TD_per、连续下降周期计数N_fade以及对WI-FI client用户结束链接操作的速率判断门限T_kickoff；

进一步，步骤1中的WI-FI client用户动态链接管理策略与算法参数的全部或者部分参数及选项由无线宽带热点设备系统软件进行默认设置或者产品出厂后由无线宽带热点设备使用者进行设置。其中使用者设置途径包括但不限于通过无线宽带热点设备显示部件采用软件菜单设置以及通过无线宽带热点设备连接的PC设备以Web UI、管理软件的方式设置。同时也可以由用户在使用过程中根据移动通讯网络情况或者使用场景进行更改。

进一步，步骤2中建立的移动通讯链路包括但不限于采用CDMA及其演进技术的移动通讯网络、UMTS及其演进技术的移动通讯网络、Wimax及其演技技术的移动通讯网络、TDD-LTE、FDD-LTE移动通讯网络等等。

进一步，步骤3中移动通讯链路业务速率波动检测参考值估算过程只在无线宽带热点设备使用者启用无线宽带热点功能后进行，关闭无线宽带热点功能后释放相关资源。用户下一次启动无线宽带热点功能后可以借用上一次最后估算结果，也可以重新进行估算更新ThP_ref数值；

进一步，步骤3中移动通讯链路业务速率波动检测参考值估算ThP_ref取一段时间内移动通讯下行业务速率的平均值来估算，考虑到无线宽带热点设备的处理能力和使用场景，估算时间不宜太长(建议数分钟即可)，估计方法可以有如下几种。

方法一：采用如下的计算公式：

其中n为采样数，t_i为无线宽带热点设备申请到某一下行速率等级的时间，R_i为无线宽带热点设备在该时间段t_i内申请到的下行业务速率等级。如果无线宽带热点的应用场景为固定或者低速运动条件，上式可以直接取n＝1来简化运算。

方法二：

由于无线宽带热点设备工作环境中移动通讯协议标准主要取决于移动通讯网络覆盖情况，在无线宽带热点设备工作时间内变化可能性很小，特别是应用场景为固定或者低速运动条件下，我们也可以用移动通讯侧协议标准中最高下行业务速率乘上小于1的网络覆盖系数ρ来估计无线宽带热点设备移动通讯侧的实际平均下行业务速率。

ThP_ref＝R_i*ρ (公式2)

其中R_i为无线宽带热点设备移动通讯侧支持数据业务最高速率值，在其对应的行业标准文档中定义。ρ为网络覆盖系数，取值小于1，可以在系统软件中固定设置并存储在无线宽带热点设备的配置信息存储单元中。

网络覆盖系数也可以在设置为几档来区别移动通讯信号的强弱，对应的数值存储在无线宽带热点设备的配置信息存储单元中，用户根据应用场景来设置强信号环境或者弱信号环境。例如当无线宽带热点设备移动通讯侧为TDDLTE制式网络，并支持MIMO机制，其理论最高数据业务速率为144Mbps，考虑到基站系统设置等其他因素，现网下最高数据业务速率达不到理论最大值，但对于估算过程可以使用该数值。例如系统软件设置信号强弱为两档，强信号取网络覆盖系数ρ为0.7，弱信号取网络覆盖系数ρ为0.2，那么估计无线宽带热点设备移动通讯侧实际平均下行业务速率为144Mbps*0.7＝100.8Mbps(强信号环境)或144Mbps*0.2＝28.8Mbps(弱信号环境)。也可以换算为字节Byte理解为强信号环境下约12.6MB带宽，弱信号下3.6MB带宽。

当然对于移动通讯数据业务平均下行速率的估算方法包括但不限于以上两种方法。

本发明的无线宽带热点设备用户链接的动态管理方法，其中步骤4中Wi-Ficlient状态表用来跟踪全部已接入Wi-Fi client用户的参数状态以管理，包括但不限于以下参数：Wi-Fi client名称、MAC地址、接入时间、累积接入时长、Wi-Fi协议标准、带宽配置、MCS配置等，Wi-Fi client状态表示例见表1。

表1、Wi-Fi client状态表示例

进一步，步骤5中移动通讯链路数据业务速率波动检测周期T包括检测时间段T_det和睡眠时间段T_sleep，移动通讯链路数据业务速率波动检测与估算仅在T_det进行以节省无线宽带热点设备系统资源，如附图3示例。

进一步，步骤6中当前移动通讯数据业务速率检测同步骤3，启动Wi-Fi client链接动态管理算法判断条件如下，两个判断条件需要同时满足：

N_fade≥TD_n,TD_n>1 (公式4)

其中THP_cur为当前检测周期T内检测到的移动通讯下行链接的业务速率估算结果，THP_ref为移动通讯下行链接的业务速率参考值，TD_per为预先设置的数据业务速率下降启动Wi-Fi client链接管理的速率波动判断门限，N_fade为移动通讯数据业务速率下降的持续检测周期计数，TD_n为预先设置的数据业务速率下降启动Wi-Fi client链接管理的速率下降时间判断门限。

N_fade初始值为0，无线宽带热点设备首先按照公式3进行判断，如果满足条件则N_fade计数加1。下一个检测周期T继续检测，如果不再满足公式3，则N_fade清零重新计数，返回步骤5继续检测；如果满足公式3，则N_fade计数加1，并按照公式4进行判断，满足条件则启动Wi-Ficlient链接管理，否则返回步骤5继续检测。

以上公式3与公式4的条件需要同时满足，目的在于确认无线宽带热点设备的移动通讯数据业务下降剧烈，需要启动Wi-Fi client链接动态管理，同时为了防止频繁进行管理操作、节省无线宽带热点设备资源，需要设置合理的TD_n数值(设置小则管理操作频繁，设置偏大无法适应移动通讯数据业务的剧烈波动)。

进一步，步骤7中用户动态链接管理策略包括降速或者结束链接，其中降速策略可以对Wi-Fi热点功能的参数如带宽、调试方式、编码方式进行调整。以Wi-Fi标准802.11n为例，可以支持20MHz和40MHz带宽，无线宽带热点设备将带宽支持从40MHz降低为20MHz，即可以实现限速；另外MCS(Modulation and Coding Schemes调制与编码组合)等级也代表了Wi-Fi热点功能能够支持的速率等级，MCS等级越高Wi-Fi链路支持的速率越高，无线宽带热点降低MCS等级也可以实现限速。

强制下线策略指的是按照某规则对某一个或者某几个Wi-Fi Client实现结束链接操作，操作规则包括但不限于FIFO(先入先出)规则、LIFO(后入先出)规则、高速率优先规则等。无线宽带热点设备可以对满足规则的第一个Wi-Fi Client实现结束链接操作后即结束Wi-Fi Client动态链接管理流程，也可以根据算法参数与条件继续执行直到满足算法条件。

进一步，步骤7中如果已接入Wi-Fi client用户数为1时仅能够选择限速策略，在强制下线策略执行到已接入Wi-Fi client用户数为1时需要结束操作以保证无线宽带热点功能的支持。

当对第一个Wi-Fi Client执行结束链接操作后评估当前WI-FI client用户可分享的数据业务速率是否影响使用，可设置参数速率判断门限T_kickoff，判断条件如下：

R_est≥T_kickoff (公式5)

其中R_est为当前WI-FI client平均可用业务速率评估结果，假设每个WI-FIclient平均分配移动通讯侧宽带数据业务速率资源，那么

其中C_load>1 (公式6)

其中THP_cur为当前检测周期T内检测到的移动通讯下行链接的业务速率估算结果，C_load为当前处于链接状态的WI-FI client用户数(即不包括之前被执行结束链接操作的WI-FI client)。

如果满足条件公式5，那么结束Wi-Fi Client动态链接管理流程；如果不满足条件公式5，那么需要继续按照规则对满足规则的下一个Wi-Fi Client实现结束链接操作，直到满足条件公式5或者已接入Wi-Fi client用户数为1。

T_kickoff数值的设置可以根据不同的用户体验需求来调整，如视频业务为主可设置高一些，浏览网页为主可设置低一些，但是较高的门限设置必须小于移动通讯网络对应不同协议版本下最高宽带数据业务速率。这一理论门限可以存储在无线宽带热点设备的配置信息存储单元中，取决于无限宽带热点设备本身。我们把移动通讯网络不同协议版本下支持宽带数据业务速率的理论极限数组记作T_lim，那么就要求WI-FI client用户接入的宽带业务速率门限T_kickoff必须小于T_lim，即满足如下条件：

T_kickoff<T_lim (公式7)

对于多模无线宽带热点设备，T_lim数组对应不同的移动通讯协议版本，T_kickoff设置可以取小于T_lim数组的最小值则满足公式7，或者设置对应T_lim数组的一系列数值，如果步骤1中设备使用者设置门限T_kickoff不满足公式7的条件，无线宽带热点设备可以提示设备使用者重新设置，或者系统软件采取满足公式7的某个默认设置。系统软件预设T_kickoff同样会满足条件公式7。对于复杂的多模无线宽带热点设备，系统软件设置的用户体验更好。

本发明的无线宽带热点设备的动态用户链接动态管理系统，包括支持移动通讯业务和WI-FI热点业务的无线宽带热点设备、移动通讯网络系统以及多个WI-FI Client设备。其中无线宽带热点设备包括一个配置信息存储单元，用于保存对WI-FI Client用户动态链接管理的策略选择以及算法参数；一个无线宽带业务速率波动检测单元，以一定固定周期检测移动通讯宽带数据业务的波动情况；一个Wi-Fi client用户业务状态表跟踪记录所有处于联接状态的Wi-Fi client用户业务参数；一个Wi-Fi client链接动态管理单元负责管理策略与算法的判断并输出处理指令；一个Wi-Fi client链接处理单元，负责根据Wi-Ficlient链接动态管理单元的指令对Wi-Fi client用户业务状态表中的Wi-Fi client执行操作，并将处理结果反馈Wi-Fi client链接动态管理单元。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

图1为所述的无线宽带热点设备的系统框图，其中无线宽带热点设备一方面与移动通讯基站通过蜂窝信号通讯，实现无线宽带数据业务；另一方面作为Wi-Fi热点，可以接入其他Wi-Fi Client，供这些Wi-Fi Client共享其无线宽带数据业务资源。

图2为本发明所述的无线宽带热点设备用户链接动态管理系统模块组成图及其相互关系示意图，

其中，配置信息存储单元主要用来存储完成Wi-Fi Client链接管理算法的参数，包括上文中叙述到的TD_per、TD_n、T_kickoff、T_lim、R_i、ρ等等。

无线宽带业务速率波动检测单元，用于以一定固定周期T检测移动通讯宽带数据业务的波动情况，每个周期的检测结果提交Wi-Fi client用户链接动态管理单元做算法判断处理参数；

已连接Wi-Fi client用户业务状态表用于跟踪记录所有处于联接状态的Wi-Ficlient用户业务参数，包括但不限于MAC地址、接入时间、接入时长、带宽与速率配置等，所跟踪记录的业务参数需要满足用户链接动态管理算法的需求；

Wi-Fi client链接动态管理单元用于负责管理策略与算法的判断并输出处理指令，根据无线宽带业务速率波动检测单元的检测结果确定是否启动链接管理操作，根据预先设置的条件确定执行链接管理的策略与规则，发送确定的处理指令给Wi-Fi client链接处理单元，并根据反馈的处理结果更新Wi-Fi client用户业务状态表以及其他需要更新的算法参数；

Wi-Fi client链接处理单元，负责根据Wi-Fi client链接动态管理单元的指令对Wi-Fi client用户业务状态表中的Wi-Fi client执行限速操作或者接受联接操作，并将处理结果反馈Wi-Fi client链接动态管理单元。

图4、图5、图6以及图7为本发明无线宽带热点设备的Wi-Fi client用户链接动态管理方法的处理流程图，四个流程图的差异在于采取的管理策略和算法不同，四个流程图的策略选择和算法参数均可以通过系统软件预设或者由无线宽带热点设备的使用者来设置，不再赘述。其中图4为FIFO强制下线策略处理流程图，图5强制下线策略的高速率优先规则处理流程图，对WI-FI client用户状态表的排序方式按照FIFO或者速率高低进行，其他步骤基本相同。图7的实施例为降速策略，无线宽带终端在启动Wi-Fi Client链接动态管理后不断调整降低WLAN环境下可支持的最高速率等级，直到满足每一个接入的Wi-Fi Client平均可分享的移动通讯宽带速率大于设计的门限参数T_kickoff。

下面我们以图6的流程图来做进一步说明，图6为采用后入先出规则的无线宽带热点设备用户动态链接管理方法处理流程图。参考图6，以FDD LTE R9Cat4无线宽带热点设备为例说明,所述方法包括以下步骤：

S601:用户设置Wi-Fi Client用户链接动态管理采用LIFO规则的强制下线策略，移动通讯宽带速率下降门限百分比TD_per为70％，持续下降周期门限TD_n为5，强制下线业务速率门限T_kickoff；

S602:判断是否T_kickoff<T_lim，如果是进入步骤S603，如果不是则返回步骤S601；

对于FDDLTE R9 cat4制式无线宽带热点设备，其移动通讯侧数据业务速率理论最大值为150Mbps，那么其接入判断门限T_kickoff最高设置必须小于150Mbps，即可取T_lim＝150Mbps。基于设备的软硬件资源条件以及对Wi-Fi Client用户的业务类型，我们设置T_kickoff＝10Mbps；

S603:无线宽带热点设备建立移动通讯数据业务链接，启动无线宽带热点功能；

S604:无线宽带热点设备检测当前移动通讯数据业务速率并估算移动通讯链路业务速率波动检测参考值ThP_ref。我们以当前移动通讯网络协商速率达到130Mbps为例，即ThP_ref＝130Mbps

S605：处理Wi-Fi Client接入申请并建立Wi-Fi Client状态表，跟踪并更新所有接入的Wi-Fi Client业务状态；

S606：无线宽带热点设备检测以固定周期T检测移动通讯数据业务速率波动情况，其中检测时间段T_det＝120s，在这一时间段估算平均移动通讯数据业务速率结果，然后将这一数值传递给Wi-Fi Client链接动态管理单元，之后进入检测单元休眠时间段T_sleep＝600s。

S607：判断当前检测的移动通讯宽带数据业务速率估算结果是否满足条件：

如果是转入S609,如果不是转入S608对移动通讯宽带数据业务速率连续下降周期N_fade清零后转入S606；

S609：移动通讯宽带数据业务速率连续下降周期N_fade递加1；

对于初次满足条件8，N_fade＝1；

S610：判断移动通讯宽带数据业务速率连续下降周期是否触发动态链接管理的判断条件：

N_fade≥TD_n (公式9)

如果是转入S611，如果不是转入S606；当前结果显然不满足条件9，假设连续5个周期检测均满足条件8，则N_fade递加到5，对比预先设置条件TD_n＝5，满足条件公式9，启动动态链接管理操作，进入下一个步骤S611；

S611：读取当前Wi-Fi Client用户状态表；

S612：对Wi-Fi Client用户状态表中的所有Wi-Fi Client按照接入时间进行排序；

S613：无线宽带热点设备对最后一个接入的Wi-Fi Client执行结束链接操作；

S614：更新Wi-Fi Client用户状态表，接入的Wi-Fi Client用户数C_load递减1；

S615：估算当前接入的Wi-Fi Client用户平均可分享的无线宽带速率R_est，公式如下：

S616：判断当前接入的Wi-Fi Client用户平均可分享的无线宽带速率是否满足条件：

R_est>T_kickoff (公式11)

如果不是，需要继续执行强制下线策略，重复步骤S611到S616；如果是，则停止执行强制下线策略，完成本次动态链接处理过程，进入S617；

S617：对移动通讯宽带数据业务速率连续下降周期N_fade清零；

S618：以最后一次当前移动通讯网络业务速率估计结果THP_cur更新移动通讯链路业务速率波动检测参考值ThP_ref，并返回步骤S606；

我们以当前移动通讯网络环境波动，链路协议从LTE R9cat4掉到了LTE R9cat3为例，无线宽带热点设备当前一段时间内可能工作在不同的宽带业务速率下，取采样数n＝4，假设4个采样时间以及相应的宽带业务速率分配如下列表：

表2、宽带业务速率工作表实例(FDD LTE R9网络)

采样序号	速率等级(Mbps)	工作时长Ti(s)
			1	18.3	10
2	36.7	30
			3	55.1	30
4	75.3	50

按照公式1的估算方法，当前检测周期内移动通讯宽带业务速率估算如下：

按照公式8进行计算，55.85Mbps/130Mbps＝42.9％，与算法门限值70％相比，移动通讯宽带业务速率下降明显，满足判断条件公式8，如果累积5个周期检测均满足条件公式8，那么判断条件公式9也满足了，就需要启动Wi-Fi Client用户链接动态管理过程了；

假设当前接入的Wi-Fi Client用户状态表如下：

可以看出，当前C_load＝5，接入时间最晚的为名称为H1的Wi-Fi Client，根据LIFO规则，则该Wi-Fi Client会被执行结束链接操作，完成后C_load＝4。由于当前Wi-Fi Client接入数不等于1，需要进行判断是否需要进一步执行结束链接操作。我们按照公式10，假设最后一次移动通讯宽带业务速率估计结果如公式12，那么当前接入的Wi-Fi Client用户平均可分享的无线宽带速率Rest结果为：

R_est＝55.85Mbps/4＝13.9625Mbps；

对比公式11和步骤S601的设置条件T_kickoff＝10Mbps，当前状态满足公式11，则本次Wi-Fi Client链接动态处理过程结束，进入步骤S617处理N_fade清零，接下来移动通讯链路业务速率波动检测参考值ThP_ref更新为55.85Mbps并返回步骤S606。

图4、图5、图7的流程图所述实施例与本实施例的差别仅仅在于Wi-Fi Client链接动态管理策略和Wi-Fi Client链接动态处理部分差异。其中图4为FIFO强制下线策略处理流程图，图5强制下线策略的高速率优先规则处理流程图，对WI-FI client用户状态表的排序方式按照FIFO或者速率高低进行，其他步骤基本相同。图7的实施例为降速策略，无线宽带终端在启动Wi-Fi Client链接动态管理后不断调整降低WLAN环境下可支持的最高速率等级，直到满足每一个接入的Wi-Fi Client平均可分享的移动通讯宽带速率大于设计的门限参数T_kickoff。

对于其他移动通讯制式的情况下，无线宽带速率等级与本实施例中的FDD LTE制式下不尽相同，但处理流程与本实施例相同，不再赘述。

本发明种无线宽带热点设备的用户链接动态管理方法及系统，实现了无线宽带热点设备Wi-Fi Client链接的动态管理，保证了在移动通讯网络环境波动剧烈的情况下，已接入的Wi-Fi Client业务稳定可靠，使用方式灵活，提高了用户体验效果。

当然，本发明还可有多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明做出各种相应的更改或变化，但凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：预先设置启动Wi-Fi client用户动态链接管理的策略选择与算法参数；

步骤2：无线宽带热点设备与移动通讯基站建立数据业务链接，并启动无线宽带热点功能；

步骤3：无线宽带热点设备估算当前数据业务速率作为移动通讯链路业务速率波动检测初始参考值；

步骤4：无线宽带热点设备处理Wi-Fi client用户接入申请过程并持续更新Wi-Ficlient用户业务状态表；

步骤5：无线宽带热点设备周期检测无线宽带业务速率波动；

步骤6：当无线宽带业务速率波动满足管理算法条件后启动Wi-Fi client用户动态链接管理；

步骤7：无线宽带热点设备执行Wi-Fi client用户动态链接管理操作；

步骤8：无线宽带热点设备更新算法参数，包括更新Wi-Fi client用户业务状态表、当前移动通讯链路业务速率波动检测参考值；

步骤9：无线宽带热点设备继续周期检测移动通讯业务速率波动直至关闭无线宽带热点功能。

2.根据权利要求1所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：步骤1所述Wi-Fi client用户动态链接管理策略与算法参数设置由系统预设或用户设置。

3.根据权利要求1所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：步骤3所述无线宽带业务速率波动检测由无线宽带热点设备自身完成，并且只有无线宽带热点设备启动无线宽带热点功能后进行。

4.根据权利要求1所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：步骤6为当无线宽带业务速率下降超过一定门限并持续一定时间后启动Wi-Fi client用户动态链接管理操作。

5.根据权利要求1所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：步骤7所述的Wi-Fi client用户动态链接管理操作包括Wi-Fi client用户降速操作或强制下线操作。

6.根据权利要求5所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：所述Wi-Fi client用户动态链接管理的强制下线操作包括以下管理规则：先入先出规则、后入先出规则或高速率优先规则。

7.根据权利要求5或6所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：所述Wi-Fi client用户动态链接管理的强制下线操作为：首先读取当前已连接Wi-Ficlient用户业务状态表，按照强制下线管理规则对满足条件的Wi-Fi client用户进行结束链接操作，将该Wi-Fi client用户与无线宽带热点设备的无线局域网链接断开；完成结束链接操作后更新Wi-Fi client用户业务状态表。

8.根据权利要求1所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：所述Wi-Fi client用户业务状态表包括所有连接状态Wi-Fi client用户的MAC地址、接入时间、接入时长、当前协商Wi-Fi速率等级。

9.根据权利要求5或6所述的一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理方法，其特征在于：所述Wi-Fi client用户中被强制下线的用户为符合用户动态链接管理策略规则下的一个或者多个之前链接到该无线宽带热点设备的Wi-Fi client设备；

所述Wi-Fi client用户动态链接管理策略在已接入Wi-Fi client用户数为1时仅选择限速策略，在强制下线策略执行到已接入Wi-Fi client用户数为1时结束链接管理操作。

10.一种无线宽带热点设备用户的动态链接管理系统，其特征在于：所述系统包括无线宽带业务速率波动检测单元、配置信息存储单元、已连接Wi-Fi client用户业务状态表、Wi-Fi client链接动态管理单元以及Wi-Fi client用户链接处理单元；

所述无线宽带业务速率波动检测单元负责周期检测无线宽带热点设备与移动通信基站链路的无线宽带业务速率，检测结果提供给Wi-Fi client链接动态管理单元；

所述配置信息存储单元存储Wi-Fi client链接动态管理策略选择与算法参数，包括无线宽带业务速率下降门限、无线宽带业务速率下降持续时间门限、对WI-FI client用户结束链接操作的速率判断门限；

所述已连接Wi-Fi client用户业务状态表用于记录跟踪所有当前处于连接状态的Wi-Fi client用户MAC地址、接入时间、接入时长、当前协商WI-FI速率等级；

所述Wi-Fi client链接动态管理单元用于评估无线宽带业务速率波动程度并判断是否启动Wi-Fi client用户链接动态管理；确定启动Wi-Fi client用户链接动态管理后根据系统预设或用户设置进行下一步策略选择，如果选择限速策略，则降低当前WLAN可支持最高速率等级；如果选择强制下线策略，需要进一步根据先入先出规则、后入先出规则或高速率优先规则决定需要下线的Wi-Fi client用户；最后根据Wi-Fi client用户链接处理单元返回的处理结果更新已连接Wi-Fi client用户业务状态表；

所述Wi-Fi client用户链接处理单元用于根据Wi-Fi client链接管理单元的指令进行无线局域网内管理过程：降低无线局域网支持速率等级，对当前WLAN内超过该速率等级的Wi-Fi client用户降低其协商速率等级；或者对满足先入先出规则、后入先出规则或高速率优先规则的Wi-Fi client用户进行结束链接操作，断开其与无线宽带热点设备的业务链接。