用于移动宽带网络的设备到设备竞争管理方案

摘要

设备到设备(D2D)竞争管理系统和方法提供通过基于竞争的网络对蜂窝网络流量的卸载进行管理。对于基于竞争的网络中的节点之间的链路群组中的每个链路，链路开销被计算来确定如果该链路被激活则可能与该链路产生干扰的潜在链路数目。每个链路以链路开销递增的顺序进行估计以确定该链路是否符合预定义条件以及激活该链路是增加D2D网络吞吐量还是减少D2D网络吞吐量。如果该链路增加吞吐量，则该链路被激活。

说明书

技术领域

本文所描述的实施例总体涉及无线通信系统，并且更具体地涉及通过用于直接设备到设备通信的基于竞争的网络来卸载网络流量。

背景技术

在蜂窝系统中，传输可以通过核心网经由基础设施路径而行进，其中蜂窝系统例如可以是由第三代合作伙伴项目(3GPP)发起的通用移动通信系统(UMTS)长期演进(LTE)标准或者电气电子工程师协会(IEEE)802.16标准(WiMax)。当无线移动设备(例如，用户设备或“UE”)彼此接近时，基础设施路径表现出对网络信道和用户电池资源的浪费。为了避免这种浪费并且改善UE和网络的性能，3GPP系统中正在研究直接通信协议，以向UE之间的直接链路卸载数据流量。

在3GPP系统中对开发新的基于LTE的设备到设备(D2D)协议做出努力的同时，有许多存在于分布式网络中的D2D协议，这些D2D协议可以被用来将网络流量卸载到直接链路上。然而，由于这些D2D协议是针对分布式网络进行设计的，因此，它们不具有中央管理。因此，D2D协议使用基于竞争的过程来管理无线电资源。由于基于竞争的D2D协议是非蜂窝协议，因此它们存在于除蜂窝网络之外的频带上，并且对于卸载蜂窝网络流量是有用的。不幸的是，基于竞争的D2D协议在用户吞吐量、延迟和/或电池电量方面不总是性能良好。

附图说明

图1是根据一个实施例的示例通信网络的框图。

图2根据示例实施例示出了网络图。

图3是根据一个实施例示出用于定义网络图的过程的流程图。

图4是根据一个实施例示出用于D2D竞争管理的过程的流程图。

图5是根据另一实施例示出用于D2D竞争管理的过程的流程图。

图6是根据示例实施例示出延迟与潜在的D2D链路的数目的关系图。

图7是根据示例实施例示出能量消耗与潜在链路的数目的关系图。

图8是根据示例实施例示出吞吐量与链路数目的关系图。

图9根据一个实施例，提供了诸如用户设备(UE)之类的移动设备的示例图解。

图10是根据一个实施例被配置为用于管理网络流量的服务器的简化框图。

具体实施方式

1.概述

3GPP中提出了各种应用和用例，其中这些应用和用例可能涉及向一组用户和/或设备或在一组用户和/或设备之间的网络发起或UE发起的通信。例如，一组用户和/或设备之间的D2D或对等通信已被提出用于本地社交网络、内容共享、基于位置的销售、服务广告、移动到移动应用、公共安全或其他应用。

可以在基于竞争的网络中使用经许可或未经许可的无线频谱来实现D2D通信。可以使用未经许可的无线频谱的通信系统的示例例如包括802.11(“WiFi”)、蓝牙、近场通信(“NFC”)等。在各种实施例中，移动设备可以使用WiFi直连(WiFidirect)或另一发现过程来发现并建立与其他移动设备的直接D2D通信链路。如果移动设备在D2D通信期间移出彼此的范围，则可能失去会话连续性。

UE可以在彼此远离时通过无线广域网(WWAN)(例如，LTE或WiMax无线通信网络)彼此发起通信，但随后当它们移入彼此的邻近范围之内时建立直接通信链路。如上面所论述的，在处于彼此的邻近范围之内时继续使用WWAN资源进行通信可能会降低吞吐量、增大延迟、使用过量的电池电量和/或可能耗尽WWAN资源，这些WWAN资源可以被更好地用于彼此远离的移动设备之间的通信。

为了改善性能，某些实施例公开了D2D竞争管理方案，这些D2D竞争管理方案在符合一组预定义条件(例如，对用户介质访问延迟和能量消耗的约束)的同时改善或最大化总的D2D吞吐量。某些这样的实施例对激活每个D2D链路执行开销/效益分析。该分析是在所有其他现有的D2D链路和/或所需D2D链路的子集以及同信道背景干扰的情境中完成的。如下面将论述的，结果显示所公开的实施例在维持D2D链路吞吐量的同时改善了D2D用户的介质访问延迟和能量效率。

开销/效益分析确定哪些现有的D2D链路和/或所请求的D2D链路可以进入无线信道。某些实施例发现一组D2D链路，当这组D2D链路被同时激活时，在符合一组预定义条件的同时最大化吞吐量。基于该组条件，该组D2D链路可以被参数化以最大化总的网络吞吐量或者最小化用户延迟和电池消耗。

除去无线信道所限定的某些约束，某些实施例类似于具有V个顶点和E条边的图G(V，E)的图分割。图分割问题具有与NP-完全(类似于子集和问题)相对应的计算复杂度，其中，NP指非确定性多项式时间，因而不能解决。因此，根据这些实施例的算法可以实时产生次优链路选择。

该算法具有某些区别特征，例如，能够考虑现有未控制的D2D连接。该算法例如还可以对不完整的数据进行操作并且随着网络大小而进行线性缩放。在某些实施例中，可以对选择D2D连接施加限制以满足各个服务质量(QoS)需求。

在下面的详细描述中，对附图进行参照，这些附图构成详细说明的一部分，其中，类似的标号通篇表示类似的部分，并且其中，附图通过可被实施的示例实施例的方式来示出。应当理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以做出结构或逻辑更改。因此，下文详细的描述不应被理解为限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求及其等同进行限定。

各种操作可以被描述为以最有助于理解所要求保护的主题的方式依次进行的多个离散动作或操作。然而，描述顺序不应被理解为暗含这些操作必须依赖于顺序。具体地，这些操作可以不以所呈现的顺序来执行。可以以不同于所描述的实施例的顺序来执行所描述的操作。各种额外的操作可以被执行和/或所描述的操作在其他实施例中可以被省略。

出于本公开的目的，短语“A和/或B”意思是(A)、(B)或(A和B)。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意思是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。

说明书可以使用短语“在一实施例中”或“在实施例中”，其各自指代相同或不同的实施例中的一个或多个实施例。而且，针对本公开的实施例所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。

如本文所使用的，术语“模块”和/或“逻辑”可以指代运行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(“ASIC”)、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和/或存储器(共享、专用或群组)，组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他适当的组件。

2.WiFiD2D示例

为了提供对所公开的D2D竞争管理方案的高级理解，下文将论述WiFiD2D网络示例。然而，本领域技术人员将认识到，可以使用其他网络协议(例如，蓝牙、NFC等)或网络协议的组合。

图1是根据一个实施例的示例通信网络100的框图。示例通信网络100包括多个基站110、112以及多个UE113、114、116、118、120和122。本文所使用的术语“基站”是通用术语。如将被本领域技术人员所理解的，在演进型通用陆地无线接入网(EUTRAN)(例如，在LTE架构中所使用的EUTRAN)中，基站110、112每个可以是演进型NodeB(eNodeB)。然而，术语“eNodeB”在某种程度上还是比常规的基站更宽泛，因为eNodeB通常指代逻辑节点。本文所使用的术语“基站”包括基站、NodeB、eNodeB或专用于其他架构的其他节点。

EUTRAN是使用由3GPP的LTE和高级LTE(LTE-A)标准定义的空中接口的无线通信网络。在3GPPLTE规范的早期草案中，EUTRAN还被称为长期演进和演进型通用陆地无线接入(EUTRA)方面的3GPP工作项目。EUTRAN是意欲代替3GPP版本5和超版本5中所规定的UMTS、高速下行分组接入(HSDPA)以及高速上行分组接入(HSUPA)技术的无线接入网标准。EUTRAN提供更高的数据速率、更低的延迟，并且对分组数据进行优化。

在图1所示的示例中，UE113通过核心网126与位于远处的UE114进行通信。UE113处于基站110的小区覆盖区域之内，并且UE114处于基站112的小区覆盖区域之内。UE113例如通过发送和/或接收无线电链路控制(RLC)协议数据单元(PDU)片段和服务数据单元(SDU)片段使用专用信道128与基站110通信。类似地，UE114使用专用信道130与基站112通信。基站110和112通过无线电网络控制器(未示出)分别被连接到核心网126。在LTE架构中，核心网126是演进型分组核心(EPC)。核心网126可以包括多个服务器(例如，网络运营商服务器)和网关(例如，用于访问互联网136)。

在图1中，UE116、118、120、122已经利用相应的通信链路建立起ad-hocWiFi直连网络。在这一实施例中，UE116、118、120、122中的两个或更多个可以在不涉及中央接入点的情况下彼此直接进行通信。然而在图1所示的示例中，UE120和122也处于无线局域网(WLAN)132之内，其中WLAN132包括被配置为使用WiFi协议进行通信的无线接入点(WAP)124。WAP124例如可以向UE120和122中的一者或两者提供到互联网136的接入。UE116、118、120、122中的一个或多个还可以与通信网络100中的至少一个基站进行通信。例如，UE116被示出为具有到基站110的专用信道134。

当处于范围之内时，UE116、118、120、122被配置为使用ad-hoc基于竞争的协议通过D2D链路彼此进行通信。在图1中，例如，D2D链路可以在UE116与UE118之间、在UE118与UE120之间、在UE120与UE122之间以及在WAP124与UE120、122之间被激活。在某些实施例中，服务器(例如，图10中所示)基于开销/效益分析来选择要激活或去激活D2D链路中的哪个D2D链路。服务器例如可以是核心网126的一部分，并且可以提供用于管理UE116、118、120、122之间的通信的网络运营商协助。在其他实施例中，服务器可以被配置为通过互联网136提供基于云的服务以用于在ad-hoc网络中管理UE116、118、120、122之间的通信。在另外的实施例中，UE116、118、120、122中的一者和/或WAP124可以被配置为管理ad-hoc网络中的通信。

在某些实施例中，开销/效益分析被周期性地执行，或者每当UE116、118、120、122和/或WAP124移动位置而满足触发条件时执行开销/效益分析。开销/效益分析可以包括将UE表示为网络图中的节点。例如，图2根据示例实施例示出了网络图200。网络图200包括同信道WiFiD2D节点210、212、214以及其所需D2D链路(以实线示出)和不需要的干扰链路(以虚线示出)的集合。两个节点之间的任何线路(不管是需要的还是不需要的)指示节点处于WiFiD2D范围之内。因此，没有共同端点(节点)的任何两条线路或者未经由另一线路连接的任何两条线路表示可以并行运行的链路(即，它们彼此不会产生干扰或冲突)。

在图2中，存在八个所需的WiFiD2D链路(以实线示出来表示激活链路和去激活链路)。在该示例中，激活链路可以被分组到两个不同的集群216、218中。来自给定集群(例如，集群216)的任何链路不可能与来自另一集群(例如，集群218)的链路相冲突。因此，为了在无需引入任何竞争的情况下最大化活动链路的数目，来自每个集群的仅一个所需链路被激活(即，在图2中，来自每个集群中的除了一个激活链路之外其他所有均被去激活，并且不活动的链路保持不活动)。

然而，由于总的WiFiD2D网络吞吐量(在由于有害竞争而减少之前)起初随着本地活动的D2D链路的数目而增加，因此可能期望在引起跨集群干扰的链路不活动的同时，激活每个集群内的所有所需链路(即，如图2所示)，从而最大化网络吞吐量。这可以在每个集群216、218中获得可管理的竞争和最大的吞吐量。而且，由于集群216、218不阻塞彼此的传输，因此，它们的吞吐量可以相加。另一方面，如果任何去激活链路被激活，则它们将最终阻塞来自两个集群的传输，这可以导致网络吞吐量降低。本文所描述的某些实施例对这些吞吐量增益和损失进行分析，并且确定同时激活哪些链路。

3.示例D2D竞争管理方案

节点、其所需D2D链路以及其不需要的干扰链路的集合构成了网络图G，其中，顶点为节点，边为链路(参见图2)。在某些实施例中，网络图G可以采用任何形状。然而，在其他实施例中，网络图G的定义或形状可以包括一个或多个约束。例如，图3是根据一个实施例示出用于定义网络图G的过程300的流程图。过程300包括：在任意两个节点之间定义单一可能的链路(310)(即，两个顶点之间的边可能仅具有一种可能性)；将所有的边定义为无向链路(312)；针对网络图G确定有限数目的顶点(314)；以及移除孤立顶点(316)(例如，从网络的角度看，孤立顶点不具有合作者，因而不感兴趣。)

图4是根据一个实施例示出用于D2D竞争管理的过程400的流程图。过程400在符合一组预定义条件的同时增加或最大化D2D网络吞吐量。预定义条件例如可以包括抖动要求、延迟要求、UE能量消耗要求、吞吐量要求、其他服务质量(QoS)要求以及前述各项的组合。在一个实施例中，例如，在考虑激活之前潜在链路被确定为满足最小阈值。D2D网络吞吐量是所有活动的D2D链路的总吞吐量，其中给定链路L_i的吞吐量被定义为T_i＝1/N_i，并且N_i＝对其产生干扰的活动D2D链路的数目。

过程400确定所需D2D链路L_i的集合R(410)，该集合由现有D2D链路(现有D2D链路可被继续或结束)以及所请求的D2D链路二者构成。基于所需D2D链路的集合R，过程400尝试激活来自集合R的一组链路，该组链路当被同时激活时产生最大的总吞吐量。在许多情形中，集合R是网络图G中所有链路的子集。在某些实施例中，不允许集合R之外的任何链路被激活，并且集合R中的任何链路无需被激活。此外，如下面将论述的，也可规定未管理的总是活动的异常(rogue)链路的集合Z。未管理的异常链路的集合Z例如可以包括ad-hoc网络中不具有与核心网126进行通信的能力的节点(例如，不与蜂窝网络运营商相关联的节点)之间的链路。

过程400基于特定链路L_i如果被激活可能会干扰的链路的潜在数目来计算集合R中每个链路L_i的开销C_i(412)。每个链路随后以开销递增的顺序进行估计，以确定其是否符合预定义条件以及将其激活将会增加还是会减小D2D网络吞吐量。如果其将增加吞吐量，则其被激活，否则其不被考虑进行激活直到再次运行算法为止。

如图4所示，过程400选择具有最低开销C_i的链路L_i(414)，并且查询所选择的链路L_i是否符合预定义条件(416)。如果所选择的链路L_i符合预定义条件，则过程400查询所选择的链路L_i是否增加吞吐量(418)。如果所选择的链路L_i增加吞吐量，则过程400激活所选择的链路L_i(420)(或将已活动的链路维持在活动状态)，并且选择具有最低开销C_i的下一链路L_i(422)。另一方面，如果所选择的链路L_i不符合预定义条件或者不能增加吞吐量，则过程400在选择具有最低开销C_i的下一链路L_i之前去激活所选择的链路L_i(如果已活动)(424)。在选择具有最低开销C_i的下一链路L_i之后，过程400重复查询416、418和激活420或去激活424具有最低开销的新选择的链路L_i的过程。

图5是根据另一实施例示出用于D2D竞争管理的过程500的流程图。如上面针对图4所论述的，过程500确定所需D2D链路L_i的集合R。此外，过程500确定异常D2D链路的集合Z。对于每个链路L_i∈R(集合R中的每个链路L_i)，过程500计算链路开销C_i＝如果L_i被激活则R中将受干扰的链路总数(510)。这些是来自集合R的链路，它们至少一个端点(即，顶点)与L_i的任何端点相同或者相邻近(其中邻近度由网络图G中的边来定义)。如果在两个顶点之间存在边，则这两个顶点“邻近”。

过程500还包括将所有链路以开销递增的顺序输入到列表P中(512)，以及初始化以下状态变量(513)：活动邻居阈值H＝0；激活链路的集合A＝未管理的总是活动的异常链路的集合Z；以及所有激活链路的总吞吐量t＝0。活动邻居阈值H是说明集合Z中活动的异常链路以及集合A中任何其他先前激活的链路的可递增变量。

过程500还包括子过程，该子过程包括：选择第一链路L_i∈P(514)；使变量W_i为集合A中若所选择的链路L_i活动则会对其产生干扰的链路的数目(516)；以及确定是否W_i＞H(516)。如果W_i＞H，则子过程包括查询是否选择下一链路L_i∈P(524)。如果存在下一链路L_i∈P(例如，具有下一最低链路开销C_i)，则子过程选择下一链路L_i∈P以使用子过程(例如，使变量W_i为集合A中若下一所选择的链路L_i活动则会对其产生干扰的链路的数目(516))进行处理。出于论述的目的，一旦下一链路被选择，则在过程500中对所选择的链路L_i的引用将指代当前或下一被选择的链路。

如果变量W_i小于或等于活动邻居阈值H，则子过程包括查询所选择的链路L_i是否符合预定义条件(520)，如上所述。如果所选择的链路L_i不符合预定义条件，则子过程包括：从列表P中移除所选择的链路L_i(522)，如果适用的话，则选择下一链路L_i∈P以使用子过程进行处理。然而，如果所选择的链路L_i符合预定义条件，则子过程包括：使下一总吞吐量t’＝所选择的链路L_i和集合A中的所有链路(如果它们要被同时激活)的总吞吐量(526)；以及查询是否t’＞t(528)。

如果下一总吞吐量t’小于先前总吞吐量t，则子过程包括：在选择下一链路L_i∈P以使用子过程进行处理之前，从列表P中移除所选择的链路L_i(522)。然而，如果t’≥t，则子过程包括：在从列表P移除所选择的链路L_i(522)之前，使A＝A∪L_i且t’＝t(530)，并且如果适用的话，则选择下一链路L_i∈P以使用子过程进行处理。

如果查询是否选择下一链路L_i∈P(524)的结果是确定不存在尚未针对活动邻居阈值H的当前值被处理的下一链路L_i∈P，则子过程包括查询是否P＝φ(532)，其中，φ是空集(例如，列表P包括先前已针对H的先前值被处理但尚未被从列表P中移除以使得允许针对一个或多个其他H值进行后续处理的链路)。如果P≠φ，则子过程包括：使H＝H+1(534)，并且针对列表P中的剩余链路重复子过程。然而，如果P＝φ，则该过程包括输出集合A以作为要激活的D2D链路的集合(536)。

在某些实施例中，子过程可以被总结如下：

开始于第一链路L_i∈P：

使W_i为集合A中L_i若被激活则会对其产生干扰的链路的数目；

如果W_i＞H，则继续到列表P中的下一链路L_i，并且使W_i为集合A中该链路若被激活则会对其产生干扰的链路的数目；

如果任何预定义条件均不满足，则从列表P中移除L_i，并且继续到列表P中的下一链路L_i，并且使W_i为集合A中该链路若被激活则会对其产生干扰的链路的数目；

使t’＝链路L_i和集合A中的所有链路(如果它们要被同时激活)的总吞吐量；

如果t’≥t，则使得：

A＝A∪L_i(其中，∪表示并集)，且

t＝t’；

从列表P中移除链路L_i，并且继续到列表P中的下一链路L_i，

如果P≠φ(其中，φ为空集)，则使H＝H+1，并且重复该过程。

集合A是被激活的D2D链路的集合。其总吞吐量＝t。该方法是稳定的，并且对于开销估计阶段该方法的总体复杂度为O(L·平均顶点秩)，对于链路激活阶段，该方法的整体复杂度为O(L·R)。

4.示例性能结果

通过说明的方式，在具有最多60个D2D源节点的大小为500mx500m的环绕式(wrap-around)环境中对示例实施例进行测试。源节点是具有要发送的流量的节点。在该示例中，传播环境是不具有可视通路的城市，并假设天线高度为1.5m。D2D源节点被随机部署，但在环境中均匀分布。在该示例中的每个源被确切地给定一个目的地节点，该目的地节点是从D2D范围内的所有节点中随机选定的。为了确保所有的源配对，该环境中放置足够多的潜在目的地节点。应注意，其他源节点也可以被选择为目的地。

该示例中所使用的媒体访问控制(MAC)协议是能够进行请求发送/清除发送(RTS-CTS)的IEEE802.11-2012。该示例实施例不使用多输入多输出(MIMO)，并且空闲信道评估功能具有大约-76dBm的阈值。该示例中的系统底噪被选为大约-100dBm。流量模式是具有大约1300ms的最大传输机会大小的饱和队列。

该示例实施例的一个目标在于：在最大化总网络吞吐量的同时，最小化用户MAC延迟和能量消耗。因此，可以在如下预定义条件下运行该算法：没有活动链路可以与另一活动链路竞争(即，阻塞)。

图6是根据示例实施例示出延迟与潜在的D2D链路的数目的关系图。如图6所示，由于网络管理而使得平均用户MAC延迟方面的性能改善随着潜在D2D链路的数目而增长，但对于全部D2D链路是显著的。例如，当部署中存在60个D2D链路时，该示例实施例使平均用户MAC延迟减小超过一半。即使在低的D2D链路数目(例如，大约10个链路)处，平均MAC延迟也减小超过三分之一。

图7是根据示例实施例示出能量消耗与潜在链路的数目的关系图。图7示出该部署中具有60个潜在D2D链路的情况下，当所有链路被激活时，平均用户能量消耗大约为0.2焦耳/Mbit。相比之下，当根据所公开的实施例仅激活所选择的链路时，该值下降到刚超过0.08焦耳/Mbit。这在平均能量消耗方面降低了大约60％。

这些延迟和能量改善是有用的，因为至少部分地，示例实施例同时维持(并且改善)总的D2D网络吞吐量。例如，图8是根据示例实施例示出吞吐量与链路数目的关系图。图8示出当示例实施例激活D2D链路的子集(代替全部D2D链路)以降低平均用户MAC延迟和能量消耗时，该示例实施例实际上增加了总的D2D网络吞吐量。因此，本文所公开的实施例无需牺牲网络吞吐量便可实现延迟和能量方面的显著改善。

5.示例设备

图9提供了对移动设备的示例说明，该移动设备例如可以是用户设备(UE)、移动站(MS)、移动无线设备、移动通信设备、平板计算机、手持设备、或其他类型的移动无线设备。移动设备可以包括一个或多个天线，其被配置为与传输站进行通信，该传输站例如可以是基站(BS)、演进型节点B(eNB)、基带单元(BBU)、远程无线电头端(RRH)、远程无线电设备(RRE)、中继站(RS)、无线电设备(RE)、或其他类型的无线广域网(WWAN)接入点。移动设备可以被配置为使用至少一种无线通信标准进行通信，该至少一种无线通信标准包括3GPPLTE、LTE-A、WiMAX、高速分组接入(HSPA)、蓝牙以及WiFi。移动设备可以针对每个无线通信标准使用独立的天线进行通信或者针对多个无线通信标准使用共享天线进行通信。移动设备可以在无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)和/或WWAN中进行通信。

图9还提供了麦克风以及一个或多个扬声器的图示，该麦克风以及一个或多个扬声器可以被用于移动设备的音频输入和输出。显示屏可以是液晶显示(LCD)屏、或诸如有机发光二极管(OLED)显示器之类的其他类型的显示屏。显示屏可以被配置为触摸屏。触摸屏可以使用电容性、电阻性、或其他类型的触摸屏技术。应用处理器和图形处理器可以被耦接至内部存储器，从而提供处理和显示能力。非易失性存储器端口还可以被用来向用户提供数据输入/输出选项。非易失性存储器端口还可以被用来扩展移动设备的存储器容量。键盘可以被集成于移动设备或者被无线地连接到移动设备，从而提供额外的用户输入。还可以使用触摸屏提供虚拟键盘。

在一个实施例中，图1所示的移动设备包括UE，该UE具有：第一无线电设备，该第一无线电设备用来与第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)或高级LTE(LTE-A)网络中的演进型节点B(eNB)进行通信；第二无线电设备，该第二无线电设备用来通过相应通信路径与ad-hoc网络中的无线设备进行通信；以及处理器。该处理器被配置为对每个通信路径添加到ad-hoc网络中的干扰进行测量。该过程还被配置为通过第一无线电设备向运营商系统发送每个通信链路及其相应干扰的指示。该处理器还被配置为基于通过第一网络从运营商系统接收的指令，使用通信路径选择性地与ad-hoc网络中的无线设备进行通信。

在某些这样的实施例中，其中，为了测量特定通信路径添加到ad-hoc网络的干扰，处理器还被配置为激活特定通信路径，并且确定ad-hoc网络中特定通信路径对其产生干扰的其他活动通信路径的数目。处理器还可以将特定通信路径的吞吐量确定为ad-hoc网络中特定通信路径对其产生干扰的其他活动通信路径的数目的倒数。处理器还可以通过第一无线电设备向运营商系统发送特定通信路径的吞吐量。

此外或者在其他实施例中，处理器还被配置为对从包括抖动、延迟、UE能量消耗、吞吐量和服务质量(QoS)的一组条件中选择出的预定义条件进行测量。在这种实施例中，处理器还可以通过第一无线电设备向运营商系统发送所测量的预定义条件。

此外或在其他实施例中，UE包括：至少一个第一天线，该至少一个第一天线被配置为通过第一无线电设备发送和接收第一无线信号；以及至少一个第二天线，该至少一个第二天线被配置为通过第二无线电设备发送和接收第二无线信号。

图10是根据一个实施例被配置为用于管理网络流量的服务器的简化框图。网络流量例如可以被从无线蜂窝网络卸载到设备到设备(D2D)基于竞争的网络。服务器包括处理器和D2D竞争管理器。D2D竞争管理器包括指令，当这些指令被处理器运行时能够管理基于D2D竞争的网络中的用户设备(UE)之间的通信。至少两个UE可以被配置为选择性地通过无线蜂窝网络的核心网和通过基于D2D竞争的网络来彼此进行通信。D2D竞争管理器被配置为在基于D2D竞争的网络中定义第一组链路，并且对于第一组中的每个链路，计算对应于第一组中与该链路相冲突/竞争的其他链路的数目的链路开销。D2D竞争管理器还被配置为：以链路开销递增的顺序估计第一组中的每个链路，从而从第一组中选择第二组链路，当第二组链路被激活时，能够增加在UE之间传输的数据分组的总吞吐量。D2D竞争管理器还被配置为向UE传输消息以激活第二组链路。

在某些这样的实施例中，第二组链路当被激活时，满足与通过核心网进行通信的UE相关联的一个或多个预定义性能条件。

在一个实施例中，服务器被配置为在无线蜂窝网络的核心网中进行操作。该服务器例如还可以包括网络运营商接口，以在建立第二组中的至少一个链路方面提供网络运营商协助。在另一实施例中，服务器被配置为提供基于云的服务，以管理基于D2D竞争的网络中的UE之间的通信。

在某些实施例中，D2D竞争管理器被配置为：通过在网络图中将基于D2D竞争的网络中的UE建模为任意两个UE之间具有单一可能的链路来定义第一组链路。网络图的顶点表示UE。D2D竞争管理器可以被配置为：将网络图中的边定义为无向链路，确定网络图的有限数目的顶点，并且从网络图中移除孤立顶点。

在服务器的某些实施例中，第一组中的链路“L_i”的链路开销包括第一组中当链路L_i被激活时被干扰的链路的总数。为了对第一组中的每个链路进行估计以选择出第二组，D2D竞争管理器被配置为将第一组中的链路以链路开销递增的顺序输入到列表“P”中。D2D竞争管理器随后创建所有激活链路的集合“A”并且将其初始化为集合“Z”，其中，集合Z包括基于D2D竞争的网络中未管理的节点之间活动的异常链路。D2D竞争管理器还被配置为将活动邻居阈值“H”初始化为第一预设值。活动邻居阈值H包括说明集合Z中活动的异常链路以及集合A中任何其他先前激活的链路的可递增变量。D2D竞争管理器还被配置为将初始总吞吐量“t”设置为第二预设值

上面所介绍的技术可以由可编程电路来实现，这些可编程电路由软件和/或固件进行编程或配置，或者这些技术可以全部由专用硬连接电路或这些形式的组合来实现。这样的专用电路(如果有)例如可以采用如下形式：一个或多个专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等。

用于实现本文所介绍的技术的软件或固件可以被存储于机器可读存储介质上，并且可以由一个或多个通用或专用可编程微处理器来运行。如本文使用的术语“机器可读介质”包括可以存储可由机器(机器例如可以是计算机、网络设备、蜂窝电话、PDA、制造工具、具有一个或多个处理器的任意设备等等)访问的形式的信息的任意机制。例如，机器可访问介质可以包括可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)；随机访问存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；等等)等。

本文所使用的术语“逻辑”例如可包括专用硬连接电路、结合可编程电路的固件和/或软件、或其组合。

本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的基础原理的情况下，可以对上述实施例的细节做出很多改变。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求确定。