在地鐵的高速發(fā)展過程中，CBTC（基于通信的列車控制技術）發(fā)揮了極其重要的作用，它保證了地鐵控制信號的實時和穩(wěn)定傳輸，對提供安全、高效和舒適的軌道交通出行體驗發(fā)揮了至關重要的作用。從蒸汽動力火車到電力機車，再到自動駕駛列車，為滿足不同時期的列車運營需求，CBTC技術也在不斷發(fā)生變化。

　　當前，地鐵CBTC系統主要由TETRA+WiFi網絡來承載，其中TETRA主要提供語音調度，WiFi負責列控承載和PIS等數據業(yè)務。然而，這種組網方式的弊端隨著近年來多起地鐵事故的發(fā)生而逐漸浮出水面，這對以安全為第一要務的軌道交通行業(yè)來說，毫無疑問是不可接受的。

　　WiFi抗干擾性能差，存在安全隱患

　　WiFi作為一種無線通信技術標準，在對安全性擁有極高要求的地鐵車地通信應用中具有先天缺陷。首先，從頻點數來看，國內主流的WiFi頻段2.4G共約80MHz帶寬，22MHz帶寬的信道，完全不重疊信道為僅為3個。這意味著AP密集分布時，不同AP相同信道之間的同頻干擾是必然。然而，在TETRA+WiFi組網模式下，由于WiFi在城區(qū)的有效覆蓋距離一般只有200米左右，這使得地鐵沿線需要大量、密集地部署熱點（AP），來提供持續(xù)、完整的信號覆蓋。如果WiFi熱點同頻干擾問題不能得到有效解決，必然給地鐵運營留下安全隱患。

圖1:WiFi同頻干擾示意圖

　　其次，從信道結構層面來說，WiFi使用的是載波偵聽/沖突檢測方式進行資源分配，設備發(fā)送信息前進監(jiān)聽（載波監(jiān)聽），如果通道正被使用，設備在發(fā)送前必須等待，在多用戶情況下，系統資源的利用率較低。并且，WiFi只能做整個信道帶寬級（20/40/80MHZ）的信號強度檢測，顆粒度粗，反饋不及時，只能時分反饋信道質量，無法及時跟蹤信道質量。在同頻干擾無法避免的情況下，這種粗線條的干擾檢測機制更為地鐵安全運營帶來諸多不確定性。

　　再次，在干擾控制方面，WiFi僅通過TPC約束AP和STA的最大發(fā)射功率，并無其他干擾控制技術。由于WiFi所用的2.4GHz是非牌照頻段，符合發(fā)射功率限制等技術要求的各類無線電通信設備及工業(yè)、科學和醫(yī)療等非無線通信設備均可使用。因此在對地鐵網絡進行規(guī)劃時，很難找到一片WiFi“凈土”。這樣一來，前期規(guī)劃的網絡因為后期加入AP而可能導致干擾控制變得不可控，或者由于臨時個人AP的引入而導致網絡干擾增加。如今，帶WiFi功能的手機大都可以隨時“變身”臨時AP，地鐵沿線可能充斥著各種靠WiFi通信的設備和儀器，便攜式路由器，甚至是各種藍牙設備等，都可能會對地鐵WiFi信號發(fā)起冷不丁的干擾沖擊�？傊�，無法統一規(guī)劃導致隨意出現的WiFi干擾源很難控制，時刻對列車的安全運行構成威脅，2012年11月深圳地鐵遭便攜式WiFi路由器逼停便是現實的案例。而根據國家有關規(guī)定，在該頻段內的無線電臺站之間產生干擾，原則上不受保護，應由被干擾方自行解決或雙方協商解決。

　　LTE擁有完善的抗干擾技術，可靠性高

　　相比WiFi網絡，LTE有著完善的抗干擾技術，在干擾檢測、干擾避免、干擾控制三個層面均優(yōu)于WiFi。首先，從干擾檢測層面來說，不同于WiFi只能提供系統帶寬（20/40/80MHZ）級的信號強度檢測和反饋，LTE采用OFDM直載波調度，領先的導頻設計使得時頻域均勻分配，保證了對信道時頻域變化的及時跟蹤，能夠實現2ms的快速調度響應，使干擾檢測更及時、更準確。拿一個蘋果作比喻，如果蘋果中出現了一個蟲眼，在WiFi基于系統帶寬級信號強度檢測和反饋機制下，整個蘋果就會爛掉。而LTE基于OFDM子載波調度的機制，能夠將未壞的部分充分利用，妥善處理。另外，LTE采用周期或非周期的及時反饋機制，多個終端可同時反饋，使得干擾反饋更及時。

　　其次，在干擾避免方面，LTE也明顯優(yōu)于WiFi。LTE網絡具有完善的編碼、重傳和IRC（干擾抑制合并）機制，并擁有毫秒級的調度機制，可根據干擾情況動態(tài)調度資源。在檢測到干擾后，LTE可以通過頻選調度，根據每個終端的信道狀況，優(yōu)先分配干擾小、信號質量高的子帶頻率資源。同時，LTE還可以采取AMC（自適應調制編碼），根據信道干擾情況自適應調整調制與編碼策略。而WiFi只能提供固定的、系統帶寬級（如20MHZ）的信道選擇，而且由于頻點不足，該功能的實際效果非常有限。