在基于蜂窝网的边缘计算环境中,如何部署边缘服务器是一个重要问题。假定有一个5km*5 km的地理区域,每个基站的的覆盖范围是半径R=500m的圆形区域,移动用户在网络中均匀分布。 (1)请问在该网络中最少应该部署多少个基站才能完成无缝覆盖?请给出具体的理论分析和部署算法,然后给出给定部署算法下每个基站所在位置的坐标;(15分) (2)假定边缘服务器需要和基站共站部署(即将边缘服务器放置在基站所在位置的机房中),每个边缘服务器能够容纳不超过3个基站的用户使用,请问应该最少部署多少个边缘服务器才能满足要求?应该将这些边缘服务器分别放在什么位置才比较合理?(提示:考虑课本8.2节边缘服务器部署问题相关算法。)(15分)
时间: 2023-06-15 12:05:19 浏览: 110
(1)理论分析:
根据题意,一个基站的覆盖范围是半径为500m的圆形区域,面积为$500^2\pi$。因此,整个5km*5km的地理区域可以被划分为$100$个圆形区域,每个圆形区域的面积为$500^2\pi$。为了覆盖这$100$个圆形区域,最少需要部署$100$个基站。
部署算法:
在部署算法中,我们可以尝试将基站分布在每个圆形区域的中心。具体步骤如下:
1. 将整个5km*5km地理区域划分为$100$个圆形区域。
2. 对于每个圆形区域,将基站部署在圆形区域的中心。
3. 输出每个基站所在位置的坐标。
(2)理论分析:
假设边缘服务器和基站共站部署后,每个边缘服务器最多能够容纳$3$个基站的用户使用。因此,需要将所有基站分组,每组最多包含$3$个基站,然后将每组基站所在位置的坐标作为一个集合,这些集合将作为边缘服务器的部署位置。
部署算法:
1. 将所有基站分为若干组,每组最多包含$3$个基站。
2. 对于每组基站,计算它们的质心,将质心作为边缘服务器的部署位置。
3. 输出每个边缘服务器所在位置的坐标。
其中,计算质心的公式如下:
$$
(x_c,y_c) = \left(\frac{\sum_{i=1}^n{x_i}}{n},\frac{\sum_{i=1}^n{y_i}}{n}\right)
$$
其中,$(x_i,y_i)$表示基站$i$的坐标,$n$表示基站数量。
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