譯者序
前言
縮略語
第1章引言1
1.1術語和定義3
1.2Who is who4
1.2.1規則制定、法規和標準5
1.2.2研究6
1.3如何使用這本書7
1.3.1目標讀者7
1.3.2給非專家們的概述7
1.3.3有經驗的讀者的深入研究8
第2章車內通信11
2.1車載網絡12
2.2汽車總線繫統14
2.2.1CAN14
2.2.2LIN20
2.2.3MOST22
2.2.4FlexRay24
2.3車載以太網29
2.3.1背景30
2.3.2車載網絡的適應性32
2.3.3引入汽車33
2.4無線車載網絡34
第3章車輛間通信35
3.1應用35
3.1.1交通信息繫統36
3.1.2交叉路口踫撞預警繫統43
3.1.3隊列前進44
3.1.4交通燈信息與控制46
3.1.5娛樂應用49
3.2要求和組件51
3.2.1應用需求51
3.2.2評估IVC方案的指標57
3.2.3通信實體59
3.2.4通信原理62
3.3車輛間通信的概念65
3.3.1調頻廣播和數字音頻廣播65
3.3.2蜂窩網絡71
3.3.3自組織路由73
3.3.4廣播78
3.3.5地理路由88
3.4基本的限制92
3.4.1邁向異構網絡92
3.4.2廣播風暴問題94
3.4.3VANET的擴展性96
第4章無線接入技術98
4.1蜂窩網絡98
4.1.1GSM101
4.1.2UMTS103
4.1.3LTE104
4.1.4未來發展106
4.1.5蜂窩網絡在IVC中的使用106
4.2短程無線電技術109
4.2.1無線局域網(WLAN)109
4.2.2IEEE 802.11p112
4.2.3高層協議114
4.3空白頻段和認知無線電119
4.3.1認知無線電119
4.3.2TV空白頻段120
4.3.3空白頻段在IVC中的應用121
第5章信息傳遞124
5.1自組織（ad-hoc）路由125
5.1.1主動路由協議126
5.1.2被動路由協議128
5.1.3車載自組織網絡（VANET）
中的應用132
5.2地理位置路由139
5.2.1地理位置路由140
5.2.2基於虛擬坐標路由143
5.3信標152
5.3.1自組織的交通信息繫統153
5.3.2協同感知消息157
5.4自適應信標158
5.4.1自適應交通信標159
5.4.2分散式擁塞控制（DCC）169
5.4.3動態信標174
5.5地理多播180
5.5.1ETSI地理網絡180
5.5.2分布式環境通知信息182
5.5.3拓撲輔助地理機會路由183
5.6基礎設施支持187
5.6.1188
5.6.2停泊車輛192
5.7DTN與對等網絡198
5.7.1分布式車聯廣播199
5.7.2MobTorrent201
5.7.3PeerTIS205
第6章性能評估208
6.1性能測試208
6.1.1概念和策略208
6.1.2現場運行試驗210
6.1.3仿真技術220
6.2仿真工具231
6.2.1網絡仿真232
6.2.2道路交通仿真235
6.2.3IVC仿真框架237
6.3場景、模型和指標240
6.3.1場景240
6.3.2信道模型249
6.3.3駕駛人行為259
6.3.4指標262
第7章安全與隱私275
7.1安全的基本要素275
7.1.1安全目標和技術要求276
7.1.2安全關繫279
7.1.3證書280
7.1.4安全與隱私283
7.2保障車輛網絡安全283
7.2.1IVC的證書應用283
7.2.2性能問題285
7.2.3證書撤銷287
7.2.4位置驗證288
7.3隱私289
7.3.1位置隱私290
7.3.2跟蹤方法291
7.3.3臨時假名292
7.3.4交換假名294
參考文獻296

車輛網聯技術當然，近年來車輛網聯技術及其應用的發展非常迅速，尤其是隨著4G／5G通信、移動互聯網、雲計算、大數據、網絡安全、智能化人機交互，以及人工智能等技術的發展，它所涉及技術的深度和廣度也在不斷地擴展，所帶來的應用機會和挑戰也不斷地呈現。所以，我們也期望本書的作者和其他專家學者們能夠不斷地完善這本書的內容和拿出新的著作出來。
這本書是由吉利新能源商用車研究院的胡紅星、東南大學智能運輸繫統研究中心的郭建華和東南大學儀器科學與工程學院的嚴如強合作翻譯的。由於本書涉及的技術的專業面很廣，限於譯者的水平，難免對原著的理解和翻譯有不當的地方，同時，在盡量保持原著寫作風格的情況下，所做出的翻譯也可能不盡完善。請讀者見諒，並熱誠地歡迎國內外專家學者和廣大讀者提出寶貴的意見，以幫助我們進一步修訂，改進和完善這本翻譯的圖書。
在本書的翻譯過程中，三位譯者都得到了各自的許多同事和專家們的幫助和支持，他們對這本譯著的完成也做出了貢獻。在此一並感謝。
後，我們感謝出版社的信任和高度專業的工作，得以使這本書出版發行。
網絡化嵌入式繫統的大量應用是汽車工業成功的關鍵因素之一，也觸發了大規模的創新周期縮短。由數千米長的電線連接到一起的成百個電子（ECU）在今天的汽車上運行著，使得從安全到舒適性應用的大量新功能得以實現。隻有這些ECU能夠通過汽車內的一個實時通信網絡進行溝通和合作，所有這些功能纔能得以實現。
今天，我們處在又一次飛躍的邊緣。這個車內網正在被擴展到不僅僅連接本地的ECU，而且通過車輛間通信（IVC）將整個車輛與其它車輛以及它的外部環境相連接。依賴於現有的第三代（3G）或第四代（4G）無線網，或其它新的特別為車載應用而設計的網絡技術，例如IEEE WAVE、ETSI ITS-G5和IEEE 80211協議等，使得可以利用車輛之間的自發連接來交換信息，並有望帶來新穎的，有時甚至是未來嶄新的應用。
使用這樣的車輛間通信（IVC）,一些通過本地傳感器不能獲得的安全相關的信息可以實現交互，從而使駕駛人能夠穿過大的貨車或者建築物而看到前方的交通狀況。這一新的網聯汽車的概念創造了新的機會，不但能夠提升交通安全，而且能夠提升人們的駕駛體驗。交通堵塞將完全可以避免（或至少可以提前得知）。甚至可以讓駕駛人享受道路上車輛相互協調下的如火車車隊樣的完全自動駕駛。
車輛網聯，這一車輛交換信息網絡的融合，正是所有這些願景建立的共同基礎。
我們深深地被這些由車輛網聯帶來的機會與挑戰而迷住，作為這個研究團隊的成員已經近十年了。在這個時期裡，對於如何連接未來的汽車，形成了許多新的、有時甚至是瘋狂的想法和概念。在深入調研之後，發現這其中的許多設想並不適用，但是，確有一些留存下來，而且為目前一些已經接近市場化的解決方案鋪平了道路。
從一個研究者的角度，我們能夠識別車內和車間通信繫統中面臨的許多挑戰。為了進一步地研究這些問題，我們聯合組織了兩個Dagstuhl研討會，邀請了全球的專家參加，將工業界的實踐者與來自研究院和大學的科學家們組織到了一起，以這樣一種方式，我們能夠制定正在進行的研究工作的方向，至少是中期的研究方向。
通過由德國計算機科學與電氣工程學會（GI 和ITG）組織的國際EG-IVC繫列研討會的形式，我們還為這個領域新的入門者設立了一個補充研討會繫列。
本書的基礎是在包括IEEE CCNC，IEEE ICC， IEEE GLOBECOM和IEEE VTC等所有主要IEEE會議上發表的有關這一專題的繫列教程，以及Falko Dressler在歐洲、美國、南美和亞太地區舉辦的IEEE傑出講師講座的內容。我們還設計了一個新的研究生水平的大學課程，在歐洲不同的大學裡教授。
這也激發了我們以一本教科書的形式來彙集我們的經驗，為廣泛的讀者——從希望進入這一激動人心的新領域的學生，到尋找一個綜合概述的實際工作者，提供一個集中了過去和未來車輛網聯專題的共同概念的參考。
在我們研究車輛網聯的十多年裡，如果沒有許多給予我們以靈感和支持的人們，本書是不可能完成的。他們首先是以這個領域首要的會議——IEEE車輛網聯會議為中心的團體。我們想特別提到卡耐基梅隆大學的Ozan K Tonguz和加州大學洛杉磯分校的Mario Gerla教授，他們與我們合作研究前述的一些瘋狂的想法，並終確定有價值的和持久的解決方案。我們也要表達對在我們準備本書的過程中給予了支持和幫助的劍橋大學出版社工作人員的謝意！後，我們要衷心感謝給予我們持久的幫助和支持的家人、朋友和同事們！
我們希望您能如我們快樂地為您準備這份材料一樣快樂地閱讀本書。我們也熱切地歡迎您的任何反饋並邀請您給我們留言，或者查詢本書的相關網頁http://bookcar2xorg/上提供的補充材料。
克裡斯托夫·佐默法爾科·德雷斯勒德國帕德伯恩