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《智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)》研究了智能交通系統(tǒng)（ITS）領(lǐng)域中飛機(jī)、軌道和車輛通信無線通信網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)。在此主題上，特別關(guān)注了有效的移動(dòng)性建模、多技術(shù)仿真和全球ITS仿真框架。本書主要解決了將IEEE802.11p和LTE聯(lián)合應(yīng)用于專用仿真環(huán)境中以及ITS和物聯(lián)網(wǎng)鏈接的問題，還講述了航空機(jī)動(dòng)性和VHD數(shù)據(jù)傳輸（VDL）仿真，用于軌道通信和控制命令的虛擬協(xié)同仿真，VANET的真實(shí)信道仿真，移動(dòng)性建模和自主仿真，以及VANET的度量指標(biāo)。
《智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)》可供學(xué)習(xí)智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信仿真技術(shù)的本科生和研究生使用，也可供車聯(lián)網(wǎng)通信研發(fā)人員使用。

如今，網(wǎng)絡(luò)仿真比現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)驗(yàn)更為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，因此成為評(píng)估智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案的經(jīng)濟(jì)性手段。同時(shí)要求仿真軟件的準(zhǔn)確性，必須適應(yīng)仿真領(lǐng)域。對(duì)于智能交通系統(tǒng)(ITS)來說，體現(xiàn)在盡可能精確的現(xiàn)實(shí)移動(dòng)性、無線通信環(huán)境和協(xié)議機(jī)制的集成。
然而，每個(gè)仿真用戶都應(yīng)該意識(shí)到，仿真只能有限地代表現(xiàn)實(shí)世界的功能。
在本書中，我們用適當(dāng)?shù)睦诱故玖巳绾卧贗TS的幾個(gè)領(lǐng)域中使用仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了車輛、軌道和航空通信網(wǎng)絡(luò)。
在第1章中，Robert Proztmann等人在IEEE80211p的基礎(chǔ)上，結(jié)合長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)解決車載通信技術(shù)的可擴(kuò)展性問題。他們提出了一個(gè)稱為VSimRTI的多方面仿真環(huán)境。VSimRTI是一個(gè)綜合框架，將各種仿真工具連接在一起，涵蓋了用于正確評(píng)估ITS中新的協(xié)作移動(dòng)解決方案的所需方面。
在第2章中，Christian Pinedo等人分析與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和ITS領(lǐng)域的交互作用相關(guān)的挑戰(zhàn)。他們對(duì)這些智能、低成本和近場(chǎng)無線對(duì)象進(jìn)行建模，將其行為集成到傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)離散事件模型（DES）工具中，并在這一過程中提供了指導(dǎo)性意見。
在第3章中，F(xiàn)abien Garcia等人分析不同空域的現(xiàn)行交通法規(guī)。他們闡述了飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的約束條件、不同類型的機(jī)動(dòng)性模型及其各自的優(yōu)點(diǎn)。后提出了交通軌跡的提取、增強(qiáng)和方法，作為一種新的趨勢(shì)促進(jìn)了協(xié)同軌跡研究的新發(fā)展。
在第4章中，Christophe Guerber等人處理機(jī)載和地面系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。他們通過VHF數(shù)據(jù)鏈路（VDL）和航空移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)（AMSS）等通信技術(shù)的實(shí)例說明了仿真是如何成為評(píng)估航空通信體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議性能的解決方案。
在第5章中，Patrick Sondi等人在歐洲軌道交通管理系統(tǒng)（ERTMS）的背景下，提出了一個(gè)基于協(xié)同仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)室。它依賴于兩個(gè)現(xiàn)有工具：實(shí)現(xiàn)功能子系統(tǒng)（ETCS）的ERTMS仿真器和能夠?qū)φ麄€(gè)電信子系統(tǒng)，即GSM-R（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)-軌道）進(jìn)行建模的OPNET仿真器。它們還解決了從協(xié)同仿真到多模型的演化，以便直接連接模型，并避免了與仿真器異構(gòu)性相關(guān)的問題。
在第6章中，Herve Boeglen等人顯示W(wǎng)iFi幀在空中傳輸時(shí)遇到的影響。他們提供了一種信道仿真解決方案，在計(jì)算時(shí)間和真實(shí)性之間進(jìn)行權(quán)衡。此解決方案的ns-3源代碼在附錄中提供。
在第7章中，Justinian Rosca等人提出了一種可靈活集成交通仿真器和通信仿真器的平臺(tái)，為交通系統(tǒng)的協(xié)同仿真應(yīng)用提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。通信模型可以根據(jù)城市、住宅和公路交通等場(chǎng)景中的實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行調(diào)整。
在第8章中，Marco Gramaglia等人重點(diǎn)研究了基于V2V通信技術(shù)的公路車輛網(wǎng)絡(luò)仿真中道路交通的表示方法，提出了一種新穎的、可以微調(diào)的、基于測(cè)量的移動(dòng)性模型。
在第9章中，Sebastien Bindel等人探討VANET環(huán)境下的鏈路質(zhì)量估計(jì)器（LQE）。他們提出了一種自適應(yīng)鏈路質(zhì)量并在鏈路質(zhì)量評(píng)估的動(dòng)態(tài)性和準(zhǔn)確性之間進(jìn)行權(quán)衡的度量標(biāo)準(zhǔn)（F-ETX）。
在第10章中，Nader Mbarek等人展示了如何使自主計(jì)算模式適應(yīng)ITS，特別是車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（VANET），以便在不斷變化的環(huán)境中提高通信性能，并介紹了一種基于QoS的廣播協(xié)議的應(yīng)用實(shí)例。
本書有助于讀者在智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)仿真領(lǐng)域的工作方面向前邁進(jìn)一步。

編著者

譯者序
前言

第1章基于VSimRTI的智能交通
系統(tǒng)聚合型網(wǎng)絡(luò)仿真……1
1.1引言……1
1.2協(xié)作式智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)……2
1.2.1消息類型……2
1.2.2應(yīng)用類別……2
1.2.3配套設(shè)施……3
1.3整體仿真框架……3
1.4蜂窩網(wǎng)絡(luò)仿真……4
1.4.1區(qū)域和蜂窩……7
1.4.2延遲模型……7
1.4.3PR模型和PL模型……8
1.4.4容量模型……9
1.4.5拓?fù)浜偷乩硇畔?hellip;…9
1.5仿真研究……10
1.5.1評(píng)估指標(biāo)……11
1.5.2仿真設(shè)定……12
1.5.3仿真結(jié)果……14
1.6結(jié)論……17
1.7參考文獻(xiàn)……17
第2章近場(chǎng)無線通信及其在下一代傳輸基礎(chǔ)架構(gòu)中的作用：建模技術(shù)概述……20
2.1近場(chǎng)無線技術(shù)……20
2.1.1近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)……21
2.1.2運(yùn)輸領(lǐng)域基于近場(chǎng)的技術(shù)……22
2.2近場(chǎng)通信的特征……25
2.2.1電路模型……25
2.2.2平方電感耦合互感分析……25
2.2.3計(jì)算機(jī)輔助的電磁計(jì)算……27
2.3離散事件仿真器……28
2.3.1Riverbed Modeler……29
2.3.2OMNeT ……29
2.3.3ns-2……30
2.3.4ns-3……30
2.3.5離散事件仿真器的近場(chǎng)通信比較……30
2.4結(jié)論……31
2.5參考文獻(xiàn)……31
第3章民用航空通信網(wǎng)絡(luò)仿真中的移動(dòng)軌跡提取……34
3.1交通規(guī)則……34
3.1.1一般空域……35
3.1.2北大西洋空域……35
3.2網(wǎng)絡(luò)仿真的移動(dòng)性……36
3.2.1AANET的移動(dòng)模型類型……36
3.2.2移動(dòng)模型類型比較……37
3.3遷移率跟蹤提取示例……37
3.3.1信息提取……38
3.3.2軌跡過濾……38
3.3.3優(yōu)化軌跡……39
3.4協(xié)同軌跡規(guī)劃……39
3.5參考文獻(xiàn)……40
第4章空中運(yùn)輸中的地空數(shù)據(jù)鏈路通信……41
4.1引言……41
4.1.1背景……41
4.1.2OMNeT ……42
4.2大陸空-地?cái)?shù)據(jù)鏈路通信和VDL模式2……42
4.2.1通信系統(tǒng)……42
4.2.2尺寸參數(shù)和瓶頸……43
4.2.3仿真模型……44
4.2.4仿真結(jié)果分析……45
4.3海洋-空-地?cái)?shù)據(jù)鏈路通信和AMS(R)S……47
4.3.1航空移動(dòng)衛(wèi)星(路由)服務(wù)和經(jīng)典航空……47
4.3.2尺寸參數(shù)和瓶頸……48
4.3.3仿真模型……49
4.3.4仿真結(jié)果分析……50
4.4結(jié)論……50
4.5參考文獻(xiàn)……51
第5章一種作為軌道系統(tǒng)無線技術(shù)評(píng)估工具的虛擬實(shí)驗(yàn)室……52
5.1引言……52
5.2ERTMS子系統(tǒng)及相關(guān)試驗(yàn)臺(tái)……53
5.2.1ERTMS的功能子系統(tǒng)……53
5.2.2ERTMS的通信子系統(tǒng)……55
5.3基于協(xié)同仿真的ERTMS評(píng)估虛擬實(shí)驗(yàn)室……56
5.3.1為什么采用協(xié)同仿真方法……57
5.3.2在每個(gè)仿真器中必須對(duì)哪些數(shù)據(jù)和流程建模……57
5.3.3ERTMS-OPNET虛擬實(shí)驗(yàn)室的總體架構(gòu)……58
5.3.4同步模式……59
5.3.5ERTMS仿真器中虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)……60
5.3.6OPNET中虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)……60
5.3.7協(xié)同仿真管理器虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)……63
5.4ERTMS-OPNET虛擬實(shí)驗(yàn)室的有效使用……64
5.4.1與ERTMS-OPNET虛擬實(shí)驗(yàn)室的協(xié)同仿真場(chǎng)景……64
5.4.2協(xié)同仿真方法在軌道系統(tǒng)評(píng)估中的有效性……67
5.5結(jié)論……69
5.6參考文獻(xiàn)……69
第6章在ns-3中模擬真實(shí)的VANET信道……71
6.1引言……71
6.2信道傳播模型對(duì)VANET仿真的影響……71
6.2.1一個(gè)真實(shí)的IEEE802.11物理層……71
6.2.2精確的VANET信道傳播模型……72
6.3用ns-2進(jìn)行真實(shí)信道建模的方法……74
6.4用ns-3建立逼真的信道模型……76
6.4.1YansWiFi模型……76
6.4.2基于OFDM傳輸?shù)膒hysimWiFi模型……76
6.4.3ns-3物理數(shù)據(jù)傳輸水平……77
6.4.4WiFi信道模型的內(nèi)部構(gòu)造……78
6.5案例研究用ns-3仿真真實(shí)的VANET信道模型……78
6.5.1城市環(huán)境的簡(jiǎn)化VANET信道模型……78
6.5.2城市環(huán)境的規(guī)范化VANET信道模型……80
6.6結(jié)論……82
6.7附錄a:TheAbbasetal..
ModelImplementation……83
6.8參考文獻(xiàn)……87
第7章車網(wǎng)聯(lián)評(píng)估系統(tǒng)面向交通與通信的真實(shí)協(xié)同仿真……89
7.1引言……89
7.2相關(guān)研究……90
7.3CONVAS協(xié)同仿真平臺(tái)……92
7.4實(shí)際DSRC信道模型……93
7.4.1CONVAS傳播模型……94
7.4.2基于真實(shí)數(shù)據(jù)的模型參數(shù)調(diào)整……95
7.5信道模型調(diào)整……95
7.5.1密歇根SPMD數(shù)據(jù)集……95
7.5.2PDR估計(jì)……96
7.5.3模型調(diào)整……98
7.6車網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用……100
7.6.1智能兩難區(qū)規(guī)避……100
7.6.2在CONVAS中實(shí)現(xiàn)智能兩難區(qū)規(guī)避……100
7.6.3智能兩難區(qū)規(guī)避的評(píng)價(jià)指標(biāo)……101
7.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果……101
7.7.1CONVAS設(shè)置……101
7.7.2協(xié)同仿真結(jié)果……102
7.8結(jié)論……106
7.9致謝……107
7.10參考文獻(xiàn)……108
第8章ITS仿真中的高速道路交通建模……111
8.1引言……111
8.2道路交通模型……112
8.2.1交通輸入……112
8.2.2移動(dòng)模型……113
8.3基于測(cè)量微調(diào)的模型……114
8.4道路交通模型的比較分析……117
8.4.1案例研究……117
8.4.2連通性指標(biāo)……117
8.4.3研究結(jié)果……118
8.5高速公路車輛網(wǎng)絡(luò)的基本特性……120
8.6結(jié)論……122
8.7參考文獻(xiàn)……122
第9章F-ETX：一種針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)……125
9.1引言……125
9.2鏈路質(zhì)量估計(jì)器……126
9.2.1基于硬件的LQE……127
9.2.2基于軟件的估計(jì)器……127
9.2.3討論……128
9.3傳統(tǒng)評(píng)估技術(shù)的分析……128
9.3.1窗口類型……129
9.3.2窗口分析……130
9.4F-ETX度量標(biāo)準(zhǔn)……131
9.4.1窗口管理算法……132
9.4.2多重評(píng)估方法……133
9.4.3路由集成框架……134
9.5仿真設(shè)置……136
9.5.1種情況……136
9.5.2第二種情況……136
9.6仿真結(jié)果……137
9.6.1多重估計(jì)器性能……137
9.6.2路由協(xié)議性能……139
9.7結(jié)論……141
9.8參考文獻(xiàn)……141
第10章自動(dòng)計(jì)算和車聯(lián)網(wǎng)：基于服務(wù)質(zhì)量的通信模型仿真……143
10.1引言……143
10.2在車聯(lián)網(wǎng)中的自主計(jì)算……143
10.2.1自主計(jì)算……143
10.2.2自主車輛通信……144
10.3車聯(lián)網(wǎng)下的廣播協(xié)議……144
10.3.1確定性方法……145
10.3.2隨機(jī)性方法……146
10.4在車聯(lián)網(wǎng)中的自主廣播……147
10.4.1在車聯(lián)網(wǎng)中廣播協(xié)議的優(yōu)化……147
10.4.2自我管理體系結(jié)構(gòu)……148
10.4.3基于服務(wù)質(zhì)量的廣播……149
10.5基于服務(wù)質(zhì)量的通信模型的仿真……150
10.5.1ADM(自主傳播方法)……150
10.5.2仿真環(huán)境……153
10.5.3性能評(píng)估……154
10.6結(jié)論……156
10.7參考文獻(xiàn)……156

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