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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DSRC 318

10.3.2欧洲的DSRC 322

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 1609.4 341

10.6.2 DSRC的网络服务：网络层和传输层，IEEE 1609.3 345

10.6.3 WSA长度综述 352

10.6.4中间层安全标准：IEEE 1609.2 353

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