智能交通系统网络仿真技术_【法】贝努瓦·希尔特（Benoit Hilt）马里恩·贝尔比诺（Marion Berbineau）阿列克谢·维内尔阿兰·皮罗瓦诺_9787111686958

《智能交通系统网络仿真技术》研究了智能交通系统（ITS）领域中飞机、轨道和车辆通信无线通信网络的仿真技术。在此主题上，特别关注了有效的移动性建模、多技术仿真和全球ITS仿真框架。本书主要解决了将IEEE802.11p和LTE联合应用于专用仿真环境中以及ITS和物联网链接的问题，还讲述了航空机动性和VHD数据传输（VDL）仿真，用于轨道通信和控制命令的虚拟协同仿真，VANET的真实信道仿真，移动性建模和自主仿真，以及VANET的度量指标。
《智能交通系统网络仿真技术》可供学习智能交通系统网络通信仿真技术的本科生和研究生使用，也可供车联网通信研发人员使用。

如今，网络仿真比现实世界中的实验更为经济实惠，因此成为评估智能交通系统网络方案的经济性手段。同时要求仿真软件的准确性，必须适应仿真领域。对于智能交通系统(ITS)来说，体现在尽可能精确的现实移动性、无线通信环境和协议机制的集成。
然而，每个仿真用户都应该意识到，仿真只能有限地代表现实世界的功能。
在本书中，我们用适当的例子展示了如何在ITS的几个领域中使用仿真系统，该系统涵盖了车辆、轨道和航空通信网络。
在第1章中，Robert Proztmann等人在IEEE80211p的基础上，结合长期演进（LTE）技术解决车载通信技术的可扩展性问题。他们提出了一个称为VSimRTI的多方面仿真环境。VSimRTI是一个综合框架，将各种仿真工具连接在一起，涵盖了用于正确评估ITS中新的协作移动解决方案的所需方面。
在第2章中，Christian Pinedo等人分析与物联网（IoT）和ITS领域的交互作用相关的挑战。他们对这些智能、低成本和近场无线对象进行建模，将其行为集成到传统网络离散事件模型（DES）工具中，并在这一过程中提供了指导性意见。
在第3章中，Fabien Garcia等人分析不同空域的现行交通法规。他们阐述了飞机运动的约束条件、不同类型的机动性模型及其各自的优点。后提出了交通轨迹的提取、增强和方法，作为一种新的趋势促进了协同轨迹研究的新发展。
在第4章中，Christophe Guerber等人处理机载和地面系统之间的数据交换。他们通过VHF数据链路（VDL）和航空移动卫星服务（AMSS）等通信技术的实例说明了仿真是如何成为评估航空通信体系结构和协议性能的解决方案。
在第5章中，Patrick Sondi等人在欧洲轨道交通管理系统（ERTMS）的背景下，提出了一个基于协同仿真的虚拟实验室。它依赖于两个现有工具：实现功能子系统（ETCS）的ERTMS仿真器和能够对整个电信子系统，即GSM-R（全球移动通信系统-轨道）进行建模的OPNET仿真器。它们还解决了从协同仿真到多模型的演化，以便直接连接模型，并避免了与仿真器异构性相关的问题。
在第6章中，Herve Boeglen等人显示WiFi帧在空中传输时遇到的影响。他们提供了一种信道仿真解决方案，在计算时间和真实性之间进行权衡。此解决方案的ns-3源代码在附录中提供。
在第7章中，Justinian Rosca等人提出了一种可灵活集成交通仿真器和通信仿真器的平台，为交通系统的协同仿真应用提供了一个理想的平台。通信模型可以根据城市、住宅和公路交通等场景中的实际测量值进行调整。
在第8章中，Marco Gramaglia等人重点研究了基于V2V通信技术的公路车辆网络仿真中道路交通的表示方法，提出了一种新颖的、可以微调的、基于测量的移动性模型。
在第9章中，Sebastien Bindel等人探讨VANET环境下的链路质量估计器（LQE）。他们提出了一种自适应链路质量并在链路质量评估的动态性和准确性之间进行权衡的度量标准（F-ETX）。
在第10章中，Nader Mbarek等人展示了如何使自主计算模式适应ITS，特别是车辆自组织网络（VANET），以便在不断变化的环境中提高通信性能，并介绍了一种基于QoS的广播协议的应用实例。
本书有助于读者在智能交通系统网络仿真领域的工作方面向前迈进一步。

编著者

译者序
前言

第1章基于VSimRTI的智能交通
系统聚合型网络仿真……1
1.1引言……1
1.2协作式智能交通系统基础……2
1.2.1消息类型……2
1.2.2应用类别……2
1.2.3配套设施……3
1.3整体仿真框架……3
1.4蜂窝网络仿真……4
1.4.1区域和蜂窝……7
1.4.2延迟模型……7
1.4.3PR模型和PL模型……8
1.4.4容量模型……9
1.4.5拓扑和地理信息……9
1.5仿真研究……10
1.5.1评估指标……11
1.5.2仿真设定……12
1.5.3仿真结果……14
1.6结论……17
1.7参考文献……17
第2章近场无线通信及其在下一代传输基础架构中的作用：建模技术概述……20
2.1近场无线技术……20
2.1.1近场与远场……21
2.1.2运输领域基于近场的技术……22
2.2近场通信的特征……25
2.2.1电路模型……25
2.2.2平方电感耦合互感分析……25
2.2.3计算机辅助的电磁计算……27
2.3离散事件仿真器……28
2.3.1Riverbed Modeler……29
2.3.2OMNeT ……29
2.3.3ns-2……30
2.3.4ns-3……30
2.3.5离散事件仿真器的近场通信比较……30
2.4结论……31
2.5参考文献……31
第3章民用航空通信网络仿真中的移动轨迹提取……34
3.1交通规则……34
3.1.1一般空域……35
3.1.2北大西洋空域……35
3.2网络仿真的移动性……36
3.2.1AANET的移动模型类型……36
3.2.2移动模型类型比较……37
3.3迁移率跟踪提取示例……37
3.3.1信息提取……38
3.3.2轨迹过滤……38
3.3.3优化轨迹……39
3.4协同轨迹规划……39
3.5参考文献……40
第4章空中运输中的地空数据链路通信……41
4.1引言……41
4.1.1背景……41
4.1.2OMNeT ……42
4.2大陆空-地数据链路通信和VDL模式2……42
4.2.1通信系统……42
4.2.2尺寸参数和瓶颈……43
4.2.3仿真模型……44
4.2.4仿真结果分析……45
4.3海洋-空-地数据链路通信和AMS(R)S……47
4.3.1航空移动卫星(路由)服务和经典航空……47
4.3.2尺寸参数和瓶颈……48
4.3.3仿真模型……49
4.3.4仿真结果分析……50
4.4结论……50
4.5参考文献……51
第5章一种作为轨道系统无线技术评估工具的虚拟实验室……52
5.1引言……52
5.2ERTMS子系统及相关试验台……53
5.2.1ERTMS的功能子系统……53
5.2.2ERTMS的通信子系统……55
5.3基于协同仿真的ERTMS评估虚拟实验室……56
5.3.1为什么采用协同仿真方法……57
5.3.2在每个仿真器中必须对哪些数据和流程建模……57
5.3.3ERTMS-OPNET虚拟实验室的总体架构……58
5.3.4同步模式……59
5.3.5ERTMS仿真器中虚拟实验室的实现……60
5.3.6OPNET中虚拟实验室的实现……60
5.3.7协同仿真管理器虚拟实验室的实现……63
5.4ERTMS-OPNET虚拟实验室的有效使用……64
5.4.1与ERTMS-OPNET虚拟实验室的协同仿真场景……64
5.4.2协同仿真方法在轨道系统评估中的有效性……67
5.5结论……69
5.6参考文献……69
第6章在ns-3中模拟真实的VANET信道……71
6.1引言……71
6.2信道传播模型对VANET仿真的影响……71
6.2.1一个真实的IEEE802.11物理层……71
6.2.2精确的VANET信道传播模型……72
6.3用ns-2进行真实信道建模的方法……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传输的physimWiFi模型……76
6.4.3ns-3物理数据传输水平……77
6.4.4WiFi信道模型的内部构造……78
6.5案例研究用ns-3仿真真实的VANET信道模型……78
6.5.1城市环境的简化VANET信道模型……78
6.5.2城市环境的规范化VANET信道模型……80
6.6结论……82
6.7附录a:TheAbbasetal..
ModelImplementation……83
6.8参考文献……87
第7章车网联评估系统面向交通与通信的真实协同仿真……89
7.1引言……89
7.2相关研究……90
7.3CONVAS协同仿真平台……92
7.4实际DSRC信道模型……93
7.4.1CONVAS传播模型……94
7.4.2基于真实数据的模型参数调整……95
7.5信道模型调整……95
7.5.1密歇根SPMD数据集……95
7.5.2PDR估计……96
7.5.3模型调整……98
7.6车网联应用……100
7.6.1智能两难区规避……100
7.6.2在CONVAS中实现智能两难区规避……100
7.6.3智能两难区规避的评价指标……101
7.7实验结果……101
7.7.1CONVAS设置……101
7.7.2协同仿真结果……102
7.8结论……106
7.9致谢……107
7.10参考文献……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交通输入……112
8.2.2移动模型……113
8.3基于测量微调的模型……114
8.4道路交通模型的比较分析……117
8.4.1案例研究……117
8.4.2连通性指标……117
8.4.3研究结果……118
8.5高速公路车辆网络的基本特性……120
8.6结论……122
8.7参考文献……122
第9章F-ETX：一种针对车联网的评价标准……125
9.1引言……125
9.2链路质量估计器……126
9.2.1基于硬件的LQE……127
9.2.2基于软件的估计器……127
9.2.3讨论……128
9.3传统评估技术的分析……128
9.3.1窗口类型……129
9.3.2窗口分析……130
9.4F-ETX度量标准……131
9.4.1窗口管理算法……132
9.4.2多重评估方法……133
9.4.3路由集成框架……134
9.5仿真设置……136
9.5.1种情况……136
9.5.2第二种情况……136
9.6仿真结果……137
9.6.1多重估计器性能……137
9.6.2路由协议性能……139
9.7结论……141
9.8参考文献……141
第10章自动计算和车联网：基于服务质量的通信模型仿真……143
10.1引言……143
10.2在车联网中的自主计算……143
10.2.1自主计算……143
10.2.2自主车辆通信……144
10.3车联网下的广播协议……144
10.3.1确定性方法……145
10.3.2随机性方法……146
10.4在车联网中的自主广播……147
10.4.1在车联网中广播协议的优化……147
10.4.2自我管理体系结构……148
10.4.3基于服务质量的广播……149
10.5基于服务质量的通信模型的仿真……150
10.5.1ADM(自主传播方法)……150
10.5.2仿真环境……153
10.5.3性能评估……154
10.6结论……156
10.7参考文献……156

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