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智能交通系统网络仿真技术

作者: [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

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2021-10

版次: 1

ISBN: 9787111686958

定价: 99.90

装帧: 精装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 168页

字数: 256.000千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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《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。田大新，教授、博士研究生导师，教育部青年长江学者、国家自然科学基金优秀青年基金项目获得者、牛顿高级学者基金获得者，北京航空航天大学交通科学与工程学院副院长。主要研究车联网、群体智能、智能交通系统，发表学术论文164篇，其中SCI检索51篇、EI检索69篇，获EDGE2020论文奖、ISDA2006 论文奖、ICCTP2011优秀论文奖、IOV2016 论文奖、CICTP2017论文奖；制定标准13项；出版中文专著4本、英文专著1本、译著2本；申请发明专利48项（已授权31项）。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
内容简介:
《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。
作者简介:
田大新，教授、博士研究生导师，教育部青年长江学者、国家自然科学基金优秀青年基金项目获得者、牛顿高级学者基金获得者，北京航空航天大学交通科学与工程学院副院长。主要研究车联网、群体智能、智能交通系统，发表学术论文164篇，其中SCI检索51篇、EI检索69篇，获EDGE2020论文奖、ISDA2006 论文奖、ICCTP2011优秀论文奖、IOV2016 论文奖、CICTP2017论文奖；制定标准13项；出版中文专著4本、英文专著1本、译著2本；申请发明专利48项（已授权31项）。
目录:
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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