2008年9月12日，一列Union Pacific的貨運列車與一列Metrolink通勤列車在美國加州洛杉磯的Chatsworth區發生相撞意外，造成25人死亡、135人受傷；據說當時Metrolink通勤列車闖了紅燈，進入一條已授權Union Pacific列車單向行駛的鐵道，兩輛列車迎頭相撞時的行駛速度約為每小時40英哩(mph，約60公里)。
因為這起事故以及事後的調查結果，美國國會通過了一項法案，強制要求各家鐵路公司需佈署主動列車控制系統(positive train control，PTC)；此系統的目的在於避免列車相撞，執行速度限制，為鐵路工作人員提供安全保障，同時避免錯位開關切換(misaligned switches)導致的行動。該法案規定，所有美國的Class I等級貨運列車與客運列車經營者，都要在 2015年12月31日以前完成PTC的佈署。
此外，該法案也要求各種PTC通訊系統之間須具備互通性，也就是在任何一條鐵道上的列車頭，都能使用相同的控制系統在任何一條其他鐵道上運行；不過到目前為止，該法令並未強制要求完成互通的通訊協議標準之訂定。
在IEEE旗下有一個PTC研究小組在2011年11月成立，為的就是訂定上述的通訊協議，其目標是以IEEE 802.15標準為基礎，擴展該標準在交通運輸領域的應用；在2012年，IEEE通過成立802.15.4p任務小組，並著手訂定基準協議。
在802.15.4p標準成形之前，並沒有任何一種IEEE 802系列無線標準著重於快速移動之車輛所需的關鍵通訊性能；這種新標準支援時速高達600公里之車輛，在一個窄頻道的可靠通訊，並考量在一個全新的頻段來運作802.15.4規格。
802.15.4p 標準的資料傳輸速率最高達1Mbps，通訊頻段橫跨VHF、UHF與 SHF (特別是161、 216、217、220、450、770、896、915、928、2,450、4,965以及5,800 MHz)，能在最窄12.5kHz、最寬2MHz的連續或非連續性頻道運作。該標準採用的調變技術包括GMSK、C4FM、QPSK、 DQPSK、Pi/4 DQPSK以及DSSS DPSK，根據通訊頻段與運作規則，採用該標準的收發器通訊距離最高達70公里，TX發射功率遠超過+30 dBm。
新標準的幕後功臣是來自70家以上公司的90多位工程師，其中包括通訊系統整合商Bombardier、Alstom、Siemens、Herzog、Parsons、GE、與Parsons Brinkerhoff；高通(Qualcomm)、飛思卡爾(Freescale)、德州儀器(TI)、威盛(Via Technologies)、恩智浦(NXP)等晶片供應商，以及美國、甚至全世界的相關主管機關都對新標準表示支持。
2014年3月27日，名稱為「鐵路通訊與控制標準(The Rail Communications and Control standard)」的 IEEE 802.15.4p 標準正式通過，為專注於替鐵路貨運與客運市場提供互通通訊系統與裝置的供應商們鋪平道路；有數家設備業者預期會在近期之內推出符合新標準的產品。
在無線通訊領域，我們可預期工業用VHF/UHF、Wi-Fi、3G/4G蜂巢式技術，以及其他在6GHz頻率以下運作的無線通訊技術方案將佈署在列車車頭，以及各種路邊基地台或鐵道區域。這些平台所面臨的更複雜問題，將會是讓精密的軟體定義無線電、感知無線電系統(cognitive radio system)，通過主管機關如美國聯邦通訊委員會(FCC)的認證要求。
其他將支援新標準的硬體平台則包括網路管理伺服器、行動控制器、互通列車控制通訊伺服器(Interoperable Train Control Messaging servers)、M2M通訊閘道器、應用伺服器，以及路由器、交換器等等設備，還有眾多支援該標準的軟體與工程服務。
全球的鐵路與運輸部門通常是在列車通訊與控制上採用專屬系統，這意味著要推廣IEEE 802.15.4p標準並不是件容易的事情；而新標準所支援的互通性，將讓有遠見的鐵路營運與交通運輸主管機關，帶來佈建運輸網路的彈性與擴充性。
編譯：Judith Cheng
(參考原文： Wireless Net Takes the Next Train，by William Albano；本文作者任職於為Lilee Systems，也參與了IEEE 802.15.4p標準開發)
資料來源:電子工程專輯
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