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《智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡仿真技術》研究了智能交通系統(tǒng)（ITS）領域中飛機、軌道和車輛通信無線通信網(wǎng)絡的仿真技術。在此主題上，特別關注了有效的移動性建模、多技術仿真和全球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，還講述了航空機動性和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的真實信道仿真，移動性建模和自主仿真，以及VANET的度量指標。
《智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡仿真技術》可供學習智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡通信仿真技術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)絡仿真比現(xiàn)實世界中的實驗更為經(jīng)濟實惠，因此成為評估智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡方案的經(jīng)濟性手段。同時要求仿真軟件的準確性，必須適應仿真領域。對于智能交通系統(tǒng)(ITS)來說，體現(xiàn)在盡可能精確的現(xiàn)實移動性、無線通信環(huán)境和協(xié)議機制的集成。
然而，每個仿真用戶都應該意識到，仿真只能有限地代表現(xiàn)實世界的功能。
在本書中，我們用適當?shù)睦诱故玖巳绾卧贗TS的幾個領域中使用仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了車輛、軌道和航空通信網(wǎng)絡。
在第1章中，Robert Proztmann等人在IEEE80211p的基礎上，結合長期演進（LTE）技術解決車載通信技術的可擴展性問題。他們提出了一個稱為VSimRTI的多方面仿真環(huán)境。VSimRTI是一個綜合框架，將各種仿真工具連接在一起，涵蓋了用于正確評估ITS中新的協(xié)作移動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領域的交互作用相關的挑戰(zhàn)。他們對這些智能、低成本和近場無線對象進行建模，將其行為集成到傳統(tǒng)網(wǎng)絡離散事件模型（DES）工具中，并在這一過程中提供了指導性意見。
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)。他們闡述了飛機運動的約束條件、不同類型的機動性模型及其各自的優(yōu)點。后提出了交通軌跡的提取、增強和方法，作為一種新的趨勢促進了協(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）和航空移動衛(wèi)星服務（AMSS）等通信技術的實例說明了仿真是如何成為評估航空通信體系結構和協(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，提出了一個基于協(xié)同仿真的虛擬實驗室。它依賴于兩個現(xiàn)有工具：實現(xiàn)功能子系統(tǒng)（ETCS）的ERTMS仿真器和能夠?qū)φ麄€電信子系統(tǒng)，即GSM-R（全球移動通信系統(tǒng)-軌道）進行建模的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性相關的問題。
在第6章中，Herve Boeglen等人顯示W(wǎng)iFi幀在空中傳輸時遇到的影響。他們提供了一種信道仿真解決方案，在計算時間和真實性之間進行權衡。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，為交通系統(tǒng)的協(xié)同仿真應用提供了一個理想的平臺。通信模型可以根據(jù)城市、住宅和公路交通等場景中的實際測量值進行調(diào)整。
在第8章中，Marco Gramaglia等人重點研究了基于V2V通信技術的公路車輛網(wǎng)絡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、基于測量的移動性模型。
在第9章中，Sebastien Bindel等人探討VANET環(huán)境下的鏈路質(zhì)量估計器（LQE）。他們提出了一種自適應鏈路質(zhì)量并在鏈路質(zhì)量評估的動態(tài)性和準確性之間進行權衡的度量標準（F-ETX）。
在第10章中，Nader Mbarek等人展示了如何使自主計算模式適應ITS，特別是車輛自組織網(wǎng)絡（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)議的應用實例。
本書有助于讀者在智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡仿真領域的工作方面向前邁進一步。

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)絡仿真……1
1.1引言……1
1.2協(xié)作式智能交通系統(tǒng)基礎……2
1.2.1消息類型……2
1.2.2應用類別……2
1.2.3配套設施……3
1.3整體仿真框架……3
1.4蜂窩網(wǎng)絡仿真……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拓撲和地理信息……9
1.5仿真研究……10
1.5.1評估指標……11
1.5.2仿真設定……12
1.5.3仿真結果……14
1.6結論……17
1.7參考文獻……17
第2章近場無線通信及其在下一代傳輸基礎架構中的作用：建模技術概述……20
2.1近場無線技術……20
2.1.1近場與遠場……21
2.1.2運輸領域基于近場的技術……22
2.2近場通信的特征……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計算機輔助的電磁計算……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通信比較……30
2.4結論……31
2.5參考文獻……31
第3章民用航空通信網(wǎng)絡仿真中的移動軌跡提取……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)絡仿真的移動性……36
3.2.1AANET的移動模型類型……36
3.2.2移動模型類型比較……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……40
第4章空中運輸中的地空數(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-地數(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仿真結果分析……45
4.3海洋-空-地數(shù)據(jù)鏈路通信和AMS(R)S……47
4.3.1航空移動衛(wèi)星(路由)服務和經(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仿真結果分析……50
4.4結論……50
4.5參考文獻……51
第5章一種作為軌道系統(tǒng)無線技術評估工具的虛擬實驗室……52
5.1引言……52
5.2ERTMS子系統(tǒng)及相關試驗臺……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評估虛擬實驗室……56
5.3.1為什么采用協(xié)同仿真方法……57
5.3.2在每個仿真器中必須對哪些數(shù)據(jù)和流程建模……57
5.3.3ERTMS-OPNET虛擬實驗室的總體架構……58
5.3.4同步模式……59
5.3.5ERTMS仿真器中虛擬實驗室的實現(xiàn)……60
5.3.6OPNET中虛擬實驗室的實現(xiàn)……60
5.3.7協(xié)同仿真管理器虛擬實驗室的實現(xiàn)……63
5.4ERTMS-OPNET虛擬實驗室的有效使用……64
5.4.1與ERTMS-OPNET虛擬實驗室的協(xié)同仿真場景……64
5.4.2協(xié)同仿真方法在軌道系統(tǒng)評估中的有效性……67
5.5結論……69
5.6參考文獻……69
第6章在ns-3中模擬真實的VANET信道……71
6.1引言……71
6.2信道傳播模型對VANET仿真的影響……71
6.2.1一個真實的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進行真實信道建模的方法……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)部構造……78
6.5案例研究用ns-3仿真真實的VANET信道模型……78
6.5.1城市環(huán)境的簡化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結論……82
6.7附錄a:TheAbbasetal..
ModelImplementation……83
6.8參考文獻……87
第7章車網(wǎng)聯(lián)評估系統(tǒng)面向交通與通信的真實協(xié)同仿真……89
7.1引言……89
7.2相關研究……90
7.3CONVAS協(xié)同仿真平臺……92
7.4實際DSRC信道模型……93
7.4.1CONVAS傳播模型……94
7.4.2基于真實數(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……96
7.5.3模型調(diào)整……98
7.6車網(wǎng)聯(lián)應用……100
7.6.1智能兩難區(qū)規(guī)避……100
7.6.2在CONVAS中實現(xiàn)智能兩難區(qū)規(guī)避……100
7.6.3智能兩難區(qū)規(guī)避的評價指標……101
7.7實驗結果……101
7.7.1CONVAS設置……101
7.7.2協(xié)同仿真結果……102
7.8結論……106
7.9致謝……107
7.10參考文獻……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移動模型……113
8.3基于測量微調(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……117
8.4.3研究結果……118
8.5高速公路車輛網(wǎng)絡的基本特性……120
8.6結論……122
8.7參考文獻……122
第9章F-ETX：一種針對車聯(lián)網(wǎng)的評價標準……125
9.1引言……125
9.2鏈路質(zhì)量估計器……126
9.2.1基于硬件的LQE……127
9.2.2基于軟件的估計器……127
9.2.3討論……128
9.3傳統(tǒng)評估技術的分析……128
9.3.1窗口類型……129
9.3.2窗口分析……130
9.4F-ETX度量標準……131
9.4.1窗口管理算法……132
9.4.2多重評估方法……133
9.4.3路由集成框架……134
9.5仿真設置……136
9.5.1種情況……136
9.5.2第二種情況……136
9.6仿真結果……137
9.6.1多重估計器性能……137
9.6.2路由協(xié)議性能……139
9.7結論……141
9.8參考文獻……141
第10章自動計算和車聯(lián)網(wǎng)：基于服務質(zhì)量的通信模型仿真……143
10.1引言……143
10.2在車聯(lián)網(wǎng)中的自主計算……143
10.2.1自主計算……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自我管理體系結構……148
10.4.3基于服務質(zhì)量的廣播……149
10.5基于服務質(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性能評估……154
10.6結論……156
10.7參考文獻……156

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