Vicsek模型在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)與仿真分析.pdf

1、近年來，多智能體系統(tǒng)吸引了各個(gè)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的研究興趣。在眾多研究方向中，一致性問題因其重要性引起了廣泛的研究。研究者嘗試各種方法來解釋如何通過簡(jiǎn)單的局部行為來獲得全局的期望行為，Vicsek模型便是在仿真鳥群的過程中提出的一種經(jīng)典模型。在Vicsek模型中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過簡(jiǎn)單的鄰居規(guī)則，僅與一小部分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息傳遞交換，最終便可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體一致行為。而使用無線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)Vicsek模型的有效途徑。一方面，多智能體系統(tǒng)的特點(diǎn)諸如節(jié)點(diǎn)移動(dòng)

2、性、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性等要求其在應(yīng)用中只能采用無線網(wǎng)絡(luò)通信才能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)；另一方面，無線網(wǎng)絡(luò)通信的性質(zhì)諸如時(shí)延、丟包等對(duì)通信質(zhì)量的影響，讓Vicsek模型的研究更加困難。由于Vicsek模型非常復(fù)雜，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化，難于精確描述，加上無線網(wǎng)絡(luò)通信所帶來的問題，使Vicsek模型的理論研究陷入了困難。而隨著計(jì)算機(jī)方針技術(shù)的發(fā)展，仿真研究可以通過設(shè)計(jì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)，模擬Vicsek模型，研究Vicsek模型在無線網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境下的特性，是一條可行并且有

3、意義的研究方向。
　　 本文主要研究了以下三個(gè)方面的內(nèi)容：
　　 1，根據(jù)現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，選擇IEEE802.11協(xié)議作為Vicsek模型中節(jié)點(diǎn)間無線通信的MAC協(xié)議，并據(jù)此在OPNET無線通信建模軟件中完成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)由源模塊、目的模塊、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和MAC模塊組成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置了大量的參數(shù)和輸出量，以利于隨后統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)性能。
　　 2，使用已實(shí)現(xiàn)完成的Vicsek模型，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來統(tǒng)計(jì)在無線網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境

4、下，Vicsek模型中節(jié)點(diǎn)間信息交互時(shí)，發(fā)送接收數(shù)據(jù)包的時(shí)延分布情況及時(shí)延大小與系統(tǒng)吞吐量間得關(guān)系。本文通過統(tǒng)計(jì)分析多智能體系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)在采取了802.11無線傳輸協(xié)議之后，得出節(jié)點(diǎn)間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)延符合指數(shù)分布，而最大時(shí)延采樣符合正態(tài)分布，時(shí)延的均值大小則與系統(tǒng)吞吐量有關(guān)。
　　 3，本文另外嘗試了在實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，研究節(jié)點(diǎn)速率、鄰居半徑和一致性的關(guān)系，提出系統(tǒng)密度概念，并通過實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)系統(tǒng)密度足夠大時(shí)，系統(tǒng)在很大概率上是可一致