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第1章 绪论1

1.1基本概念和挑战1

1.2 VANET的背景和现状3

1.2.1从起步阶段到20世纪90年代中期4

1.2.2从20世纪90年代中期到现在6

1.2.3现有项目成果举例9

1.3各章概述13

参考文献15

第2章 车辆协作式安全应用18

2.1引言18

2.1.1动机18

2.1.2本章概览19

2.2支撑技术19

2.2.1通信要求19

2.2.2车辆定位20

2.2.3车辆传感器22

2.2.4车载计算平台22

2.3协作式系统架构23

2.4安全应用的映射24

2.4.1非参数化路径预测26

2.4.2参数化路径预测27

2.4.3随机路径预测29

2.5 VANET可支持的主动安全应用32

2.5.1基础设施-车的应用34

2.5.2车-车的应用35

2.5.3行人-车的应用39

参考文献40

第3章VANET的信息分发机制42

3.1引言42

3.2局部测量数据的获取43

3.3信息传输45

3.3.1信息传输协议46

3.3.2提高网络连通性50

3.3.3需要传输的信息52

3.4汇总测量数据53

3.5地理数据融合57

3.6总结64

参考文献64

第4章VANET的便捷与高效应用70

4.1引言70

4.2局限性70

4.2.1容量71

4.2.2连通性72

4.2.3竞争74

4.3应用75

4.4通信模式76

4.4.1集中式客户机/服务器系统76

4.4.2基于基础设施的点对点通信77

4.4.3 VANET通信79

4.5基于概率的区域融合80

4.5.1 FM概略图80

4.5.2在VANET中使用概略图融合数据81

4.5.3软状态概略图82

4.5.4形成大范围融合值83

4.5.5应用研究84

4.6行程时间融合85

4.6.1基于地标的数据融合86

4.6.2信息质量判定87

4.6.3分层地标融合88

4.6.4评价89

4.7总结91

参考文献91

第5章VANET的车辆移动建模93

5.1引言93

5.2符号定义96

5.3随机模型97

5.4车流模型99

5.4.1微观车流模型100

5.4.2宏观车流模型105

5.4.3介观车流模型107

5.4.4并线模型108

5.4.5交叉路口管理111

5.4.6车流模型对车辆移动性的影响112

5.5交通模型113

5.5.1旅途规划114

5.5.2路径规划115

5.5.3时间的影响116

5.5.4交通模型对车辆移动性的影响116

5.6行为模型118

5.7轨迹和基于调查的模型119

5.8移动模型与网络仿真器的融合120

5.8.1网络仿真器121

5.8.2孤立的移动模型122

5.8.3嵌入式移动模型122

5.8.4融合移动模型123

5.8.5面向应用与面向网络的仿真器125

5.8.6讨论126

5.9实际车辆移动模型的设计架构127

5.9.1运动约束127

5.9.2交通生成器128

5.9.3基于应用的真实度129

5.10探讨与展望130

5.11总结131

参考文献131

第6章 车载通信的物理层要求136

6.1标准概述136

6.1.1历史简介136

6.1.2技术改动与运算137

6.2前期工作143

6.3无线电波传播理论143

6.3.1确定性多径模型143

6.3.2统计多径模型148

6.3.3路径损耗模型150

6.4信道性能指标151

6.4.1时延扩展151

6.4.2相干带宽152

6.4.3多普勒扩展155

6.4.4相干时间157

6.4.5对OFDM系统的影响158

6.5测量理论159

6.6 5.9GHz的经验信道特征163

6.6.1公路环境163

6.6.2城区环境167

6.6.3郊区LOS环境173

6.6.4结果总结174

6.6.5分析175

6.7未来的发展方向179

6.8总结180

6.9附录：确定性多径信道推导180

6.9.1复数基带信道表示——连续时间180

6.9.2复数基带信道表示——离散时间181

6.10附录：LTV信道响应182

6.11附录：测量理论的细节184

6.11.1 PN序列位184

6.11.2 LTI信道估计的产生184

6.11.3莱斯K系数估计的产生186

参考文献187

第7章 车载通信网络的MAC层及其可扩展性190

7.1引言：挑战与需求190

7.2 VANET中MAC方法的研究192

7.2.1时分多址方法192

7.2.2空分多址方法194

7.2.3码分多址方法194

7.3基于IEEE 802.11p的通信195

7.3.1 IEEE 802.11标准195

7.3.2 IEEE 802.11p：面向车辆环境的无线接入198

7.3.3基于IEEE 802.11p网络的建模与仿真201

7.4性能评估和建模206

7.4.1基于IEEE 802.11p的主动安全通信性能结果206

7.4.2仿真的计算代价208

7.4.3 IEEE 802.11网络性能的分析模型209

7.4.4分析IEEE 802.11p网络性能的经验模型212

7.4.5总结219

7.5拥塞控制问题219

7.5.1拥塞控制的必要性220

7.5.2传输功率拥塞控制方法222

7.5.3基于速率控制的拥塞控制228

7.6开放式问题与展望229

参考文献230

第8章 高效应用层信息编码与构成236

8.1应用环境介绍236

8.1.1安全应用和数据需求237

8.1.2系统所需的架构特征238

8.1.3广播特性239

8.2消息调度器239

8.2.1数据元素字典240

8.2.2消息结构241

8.2.3发送的内容以及发送时间241

8.3应用举例242

8.3.1紧急制动警告243

8.3.2路口违规警告244

8.3.3消息构成244

8.3.4实现245

8.3.5分析246

8.4数据集合247

8.5预测编码248

8.5.1线性预测编码248

8.5.2系统模型249

8.5.3可容忍的误差250

8.5.4预测编码传输策略250

8.5.5预测编码的结果251

8.6架构分析254

8.7总结255

参考文献256

第9章 车辆通信网络的数据安全257

9.1引言257

9.1.1本章概览258

9.1.2发展现状258

9.2 VANET中数据安全面临的挑战259

9.3网络、应用与攻击者模型261

9.3.1网络模型261

9.3.2应用模型263

9.3.3攻击者模型265

9.4安全基础设施269

9.4.1加密服务269

9.4.2密钥管理271

9.5密码协议279

9.5.1证书验证279

9.5.2加密279

9.5.3密钥管理280

9.5.4认证282

9.5.5安全定位286

9.5.6恶意节点识别288

9.5.7总结289

9.6隐私保护机制290

9.6.1隐私的性质291

9.6.2密钥分配295

9.6.3车辆追踪305

9.6.4评价306

9.7实现方面306

9.7.1加密方案和密钥长度306

9.7.2物理安全307

9.7.3管理方面308

9.7.4软件更新和证书续订309

9.8总结与展望309

参考文献310

第10章 标准和规章314

10.1引言314

10.2 VANET的分层架构314

10.2.1一般的概念与定义314

10.2.2 DSRC协议栈315

10.3 DSRC规章318

10.3.1美国的DSRC318

10.3.2欧洲的DSRC322

10.4 DSRC物理层标准323

10.4.1 OFDM协议的物理介质关联（PMD）功能324

10.4.2 OFDM协议物理层会聚协议子层功能328

10.5 DSRC数据链路层标准（MAC层和LLC层）330

10.5.1介质访问控制（MAC）子层330

10.5.2逻辑链路控制（MAC）子层338

10.6 DSRC中间层339

10.6.1 MAC扩展多信道操作：IEEE 1609.4341

10.6.2 DSRC的网络服务：网络层和传输层，IEEE 1609.3345

10.6.3 WSA长度综述352

10.6.4中间层安全标准：IEEE 1609.2353

10.7 DSRC消息子层358

10.7.1 SAE J2735 DSRC消息集358

10.7.2案例学习：基本安全消息360

10.7.3案例学习：探测车辆数据消息364

10.7.4案例学习：路边警告消息364

10.8结语365

10.9缩写词与缩略语366

参考文献370

常用术语英汉对照表372