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余荣灿2019-12-31原创

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篇一

摘 要:理念是指导司法制度设计和司法实践活动的理论基础和价值目标,它虽然不包括具体的法律制度,但可以指导人们建立和完善法律制度,推动司法活动的发展和进步。十一届全国人大第五次会议对我国刑事诉讼法作了较大力度的修改,体现了一些科学的刑事诉讼理念,必将有力地推进我国刑事诉讼制度的民主化、法治化和科学化。尽管我们对这次修改应当予以充分肯定,但是我们永远关注的应当是立法的不足和完善。那么,一部科学的刑事诉讼法需要哪些科学理念来加以指导? 目前,关于这个问题许多学者提出了自己的精辟观点,本文无意重复那些人尽皆知的理念,在此笔者更愿意结合对刑事诉讼理论的理解和刑事司法实践的观察,提出一些自己的思考。笔者认为中国刑事诉讼法治进程亟需裁判中心、平等对抗、法律真实、程序正义优先、程序制裁五大理念的推动,我们应当把这些理念作为我国刑事诉讼立法的指导思想。

一、裁判中心理念所谓裁判中心理念就是指在刑事诉讼立法及司法实践活动中,要坚持以法院审查裁判为中心的刑事诉讼结构。这种理念要求在刑事诉讼的各个阶段均有法院审查裁判权力的居间介入,由法院消极中立地处理追诉机关和犯罪嫌疑人、被告人之间的争议。就我国刑事诉讼现状而言,以裁判中心理念为指导重新构建我国的刑事诉讼结构是完善我国刑事诉讼立法、推进刑事领域法治建设的首要举措。

裁判中心理念是针对现阶段我国刑事诉讼结构缺陷而提出的。众所周知,长期以来,我国刑事诉讼法一直在尊奉着一条极为重要的诉讼原则,那就是“人民法院、人民检察院和公安机关进行刑事诉讼,应当分工负责,互相配合,互相制约,以保证准确有效地执行法律”。陈瑞华教授指出,这条原则通过规定公检法三机关的关系,为我国刑事诉讼确立了类似“接力比赛” 的“流水作业”式的刑事诉讼结构。在这种流水作业的刑事诉讼结构中,公检法三机关各自相对分散地从事诉讼活动,各自在某一诉讼阶段上享有最终决定权。由此可见,这种“流水作业”式的刑事诉讼结构存在一个最大的弊端,那就是直接导致了在刑事诉讼活动中其本应具有的诉讼形态的缺失。

那么,何谓诉讼形态呢?诉讼形态要求控辩双方发生争议后,为了解决纠纷,双方应当将纠纷共同诉诸中立的第三方即裁判机构进行解决,即只有存在控、辩、裁三方主体的纠纷解决格局才能称得上是一种诉讼形态。这种诉讼形态是对以“控审不分” 为特征的纠问制诉讼形态的反动,因而它是符合现代法治理念的诉讼形态,然而在我国刑事诉讼流水作业结构中缺少的正是这种现代诉讼理念所要求的诉讼形态。必须指出的是这种诉讼形态的缺失并非是在任何一个刑事诉讼阶段都存在的,而是集中体现在审判前程序中缺少中立的司法裁判机关,在审判前程序中, 由追诉机关自行决定实施限制或者剥夺公民基本权益的强制性措施,无论是拘留、逮捕、搜查、扣押的实施,还是对犯罪嫌疑人长时间的羁押,都是由追诉机关通过秘密的内部审查来最终裁决而不受中立的司法机关的裁判,遭受不公正对待的被追诉人也无法获得有效的司法救济,这种制度设计不符合“控审分离”、“任何人不得作自己案件的法官”、“司法最终裁决”等一系列现代法治的基本原则,必然而然地会带来非法羁押、非法搜查、刑讯逼供等等侵犯人权和违反程序正义的现象。

在我国,无论是侦查阶段还是审查起诉阶段,由于没有形成“裁判中心” 的诉讼形态,不存在控、辩、审三方主体的诉讼结构,其性质只能是沦为公安机关、人民检察院等追诉机关单方面追诉犯罪嫌疑人、被告人的行政化治罪活动。

通过以上分析,笔者认为我国要想真正解决在刑事诉讼活动中存在的侵犯人权、程序违反等现象,在审判前程序中设计一个中立的裁判者,把所有的追诉机关和被追诉人之间发生的争议都纳入诉讼形态的轨道就是必要的,这个中立的裁判者可以就所有的与剥夺公民基本权益有关的事项诸如逮捕、拘留、取保候审等强制措施有权进行裁决,也可以接受被追诉人因为追诉机关侵犯其合法权益而提起的诉讼。

二、平等对抗理念平等对抗理念要求控辩双方在诉讼过程中能进行有效的攻防对抗,尤其是被追诉人能够同控诉机关、裁判机关进行平等理性的交涉以充分维护其合法权益不受权力的恣意。易言之,平等对抗理念要求在刑事诉讼中承认犯罪嫌疑人、被告人的诉讼主体地位。

诉讼主体理论是同18世纪欧洲司法制度改革紧密联系的。众所周知,在欧洲中世纪时期实行的是纠问制诉讼结构,而且盛行以身份性、形式性、不人道性等弊病为特征的法定证据制度,在这种司法制度下,被追诉人在诉讼中根本不具有诉讼主体地位,他不享有任何诉讼权利,而且还是追诉机关合法刑讯的对象,正所谓“人为刀俎,我为鱼肉”,被追诉人所能做的一切就是承受,根本无力也根本不可能和追诉机关进行抗衡。17世纪后半叶,欧洲大陆新兴资产阶级兴起了以“平等”、“理性”、“人权”为价值目标的资产阶级启蒙思想运动,启蒙运动特有的价值追求同旧有的司法制度是根本反对的,在这种情况下,代表先进生产力的新兴资产阶级强烈要求改革不符合其价值目标的原有司法制度,承认被迫诉人的诉讼主体地位,赋予其一系列的诉讼权利,在此背景下,被追诉人逐渐拥有了与控诉方和裁判方进行理性交涉、平等对抗的能力,发展到当代,西方国家已经建立起一整套完善的诉讼规则能充分保障被追诉人的诉讼主体地位。

反观我国现状,尽管平等对抗的理念在民事诉讼和行政诉讼领域贯彻的比较好,但是最需要平等对抗精神滋润的刑事诉讼领域却难见平等。

被追诉人在刑事诉讼中不能积极主动地决定自己的诉讼命运,在涉及到个人基本权益的事项上基本上没有实质性的影响力和选择权,尤其是在审判前的侦查和审查起诉阶段,被追诉人还基本上处于被动地接受追诉机关单方面行政化治罪活动的境地,而不具有最基本的平等对抗能力,比如在面对侦查机关的侦查讯问时,犯罪嫌疑人既不享有沉默权,更没有一个中立的裁判机关审查侦查机关强制措施的合法性和为被追诉人提供司法救济途径,在这种情况下,我们想像不到一个身陷囹圄的人,他如何能和强大的追诉机关抗衡。

再比如对于检察机关的不起诉决定,被不起诉人只能针对微罪不起诉决定提起申诉,对于法定不起诉和存疑不起诉还不能进行申诉,不仅如此,即使对于微罪不起诉的申诉也只能是由作出不起诉决定的人民检察院立案复查,这种既是运动员又是裁判员的制度设计违反了“任何人不得做自己案件的法官” 的诉讼原则,是丝毫没有平等对抗精神在内的。那么在审判阶段有了裁判机关的介入是不是就做到了平等对抗了呢?否。在审判阶段同样也是没有平等对抗的。在审判阶段,公诉方在人力、物力、证据和信息掌握方面占有明显的优势,同时又以法律监督者的身份出现,在出庭时“居高临下”,控辩双方关系很难做到平等对抗。另外在审判过程中,法院对追诉行为合法性的审查往往流于形式,致使对于被追诉人平等对抗有重大意义的一些诉讼权利被虚化,从而无法同追诉机关相抗衡。轰动全国的“杜培武杀人案”,在庭审中,杜培武拿出血迹斑斑的衬衣向法官证明自己是受到刑讯逼供才作出的虚假口供,但是主审法官一句“这件事与本案无关,不要再纠缠了” 就把杜培武的重大诉讼权利象蜘蛛丝一样轻轻抹去。在审判机关如此态度之下,试问杜培武怎么与追诉机关抗衡?

由此可见,在我国刑事诉讼当中,连形式上的平等对抗都没有完全建立起来,更遑论追求“天平倒向弱者” 的实质平等对抗。诉讼的灵魂在于它的公平正义,不仅指的是实体正义,还包括程序正义,而一个在控辩双方不平等对抗状态下做出的裁判,不管实体结果上怎么正义,都是一个有瑕疵的正义。有鉴于此,笔者认为,今后在我国刑事诉讼立法和司法实践当中应当大力弘扬“平等对抗”理念,规定并严格落实能真正保障被迫诉人诉讼主体地位实现的一系列重大诉讼权利,改革现行诉讼结构,强化平等对抗意识,只有如此才能真正使得被追诉人同国家司法机关进行平等理性的交涉、对抗,真正地参与到决定自己诉讼命运的竞赛当中来。

三、法律真实理念在刑事诉讼中,通过收集运用证据准确认定案件事实是法院最终正确解决控辩双方争议纠纷的重要基础,因此,证据制度的改革和完善必然是刑事诉讼法的重点内容,这就不可能回避如何对待诉讼真实问题。关于这个问题, 目前学界主要存在法律真实和客观真实的争论。笔者认为应当坚持法律真实理念。所谓法律真实就是指人的主观认识同公安司法机关依照法定程序收集的证据所认定的证据事实相一致,如起诉意见书、起诉书、判决裁定书中所认定的事实。这些事实叫做法律事实,这种法律事实可能与客观事实一致、部分一致甚至完全不一致,同样,法律真实与客观真实之间也存在这种关系。

我国传统证据法理论认为辩证唯物主义认识论揭示了人类认识自然,认识社会的的最普遍的规律,Lz 是我国证据制度赖以建立的理论基础和指导思想。众所周知,辩证唯物主义认识论的主要思想是:世界是可知的,检验人的认识真理性的唯一标准是实践,因此要求人们要实事求是,追求客观真实。基于这一思想,传统理论认为,只要办案人员发挥主观能动性,全面、正确地收集和审查判断证据,诉讼案件的事实真相就是可知的。基于此,我国的证据制度又可以叫做实事求是的证据制度。翻看我国三大诉讼法的内容,我们随处可见这种指导思想的影子, 比如刑诉法规定凡是知道案件情况的人都有作证的义务,犯罪嫌疑人在侦查机关对其讯问时应当如实陈述,而且将司法机关认定案件事实成立的标准确定为“事实清楚、证据确实充分”,易言之就是要求查明案件的客观真相。这种以认识论为指导建立起来的证据规则将其主要的关注点集中在查明案件真相上,对于这种证据规则而言,客观真实是它的生命线,其他任何价值目标都是退而求其次的事。什么程序正义、人权保障、社会伦理都得让位于客观真实, 由此导致了在刑事司法实践当中,超期羁押、非法搜查、刑讯逼供等现象屡禁不绝,证人拒证特权、沉默权等在刑事诉讼立法当中迟迟得不到确立,因此客观真实的理念已经造成了我国刑事诉讼立法和司法实践当中的诸多弊病,阻碍了我国向现代化法治国家迈进的步伐。有鉴于此,笔者认为,当前我们必须抛弃客观真实理念,树立法律真实理念,理由如下:

首先,笔者认为在刑事诉讼中,想要求得案件的绝对真实几乎是不可能的。客观案件事实随着时间的流逝已经一去不复返了,为了查明案情,人们只能通过证据证明了的法律事实来间接揭示案件客观事实,由于特定历史条件下人的认识具有非至上性,所以法律真实永远不可能同客观真实完全一致,二者可能高度吻合但不可能百分之百地吻合。客观真实只是法律真实的应然,是人们的理想。对于一个案件,无论对案情的认定是如何的准确,也无论这个案件办得有多铁,我们都不能说这个案件的裁判是建立在客观真实的基础上的,只能说是建立在法律真实基础上作出的裁判。

其次,诉讼活动的本质不是认识活动,不应把认识论的评价标准即“客观真实”作为衡量诉讼活动优劣的唯一标准。诉讼活动是解决利益纠纷的法律实施活动,其中可能有认识活动,但是这种认识活动是为了最终解决纠纷而服务的,认识活动和发现真相不是诉讼的终局目标。关于这一点,我们可以从西方象征司法权的正义女神像上得到一点启发,大家都知道,正义女神像左手持剑,右手拿着天平,双眼被布蒙着。从正义女神的这个形象我们可以解读出司法诉讼的精神是公平正义地解决争议,为什么要蒙上眼睛,这就意味着法官的任务不是为了发现真相,而是通过兼听则明,运用证据予以公平正义地解决纠纷。

既然诉讼是在认定案件事实的基础上最终解决纠纷的活动,这就决定了追求案件的客观真实不是诉讼的终极目标,公平、正义地解决纠纷才是诉讼追求的最终价值所在。而法律真实理念强调通过法定程序调查收集证据并依法审查核实从而达到对证据事实的主客观相一致,因此其本身就有了公平正义等法律价值的意蕴在内,因而它同诉讼终极目标是一致的。为了实现这种最终价值目标,我们必须抛弃客观真实的神话,树立法律真实的理念。

四、程序正义优先理念程序正义是相对于实体正义而言的,它是法律程序本身所具有的独立于实体正义而存在的公正性、正当性和人道性等内在优秀品质,这种优秀品质对于维护人的尊严和司法的公信力具有独立的价值。那么什么是实体正义呢?所谓实体正义就是指裁判机关所作出的好的或者说是符合正义要求的裁判结果。在刑事司法中,实体和程序都能实现正义是诉讼的理想目标。然而,由于实体正义和程序正义有不同的价值目标,在司法实践中二者常常会发生价值冲突,这就需要我们在两者之间进行合理的取舍。过去我国片面强调程序的工具价值, “重实体,轻程序” 的现象非常严重。但是这种做法往往侵犯个人合法权利,容易产生冤假错案,因此, “重实体,轻程序” 备受我国理论界多数学者所诟病, 目前“重实体,轻程序” 的理论基本上已无立足之地了。重新构建程序正义和实体正义二者之间的关系就成为学者们关心的重要问题了。笔者认为,关于这个问题应当坚持程序正义优先的理念。理由如下:

第一,程序正义是一种能够实现的看得见的正义。一个法律决定是不是做到了实体上的正义,常常因为不同人的道德价值观念、文明进步程度、风俗习惯以及个人信仰等等因素的不同而有所差异。因此实体正义是很难实现的,人们通过诉讼活动所能真正实现的正义只能是程序上的正义。“正义植根于信赖”,在正当合理的法律程序中,正义是以人们看得见的方式得以实现的,因此,即使是承受了不利结果的主体也会因为在程序上受到了公平的对待而认同和接受这一结果,这就是程序正义的魅力所在。第二,程序正义能够有效地控制国家权力并实现人权。一切正当的程序都具有明显的控权功能,正当的程序具有公众参与性、过程公开性和因角色分化带来的抗辩性和交涉性等特点,从而使公众有机会通过公开的方式与官员说理、争论、协商、抗辩和交涉,以防止官员滥用权力践踏自己的正当权利。正如罗伯斯皮尔所说: “刑事诉讼程序,一般来说,不过是法律对于法官弱点和私欲所采取的预防措施而已。”第三,程序正义能够保障人的选择符合理性的要求。法律是抽象的规范,要把抽象的法律规范适用于具体的事件,是通过选择来完成的,而选择是与程序联系在一起的。从某种意义上说,程序就是为了做出理性的法律性选择而预备的相互行为系统。正当程序能从四个方面保障理性选择的实现。首先是程序的结构主要是按照职业主义的原理形成的,专业训练和经验积累使法律程序主导者的行为趋向合理化、规范化;其次,程序一般是公开进行的,这使得决策过程中出现的错误容易被发现和纠正;再次,程序创造了一种根据证据材料进行自由对话的条件和氛围,这样可以使各种观点和方案得到充分考虑,实现优化选择;最后,通过与其结果的不确定性和实际结果的拘束力这两种因素的作用,程序参加者角色活动的积极性容易被调动起来,基于利害关系而产生的强烈的参与动机将促进选择的合理化。

笔者认为,作为一种能够实现并被普遍接受的看得见的正义,程序正义充分尊重每个程序参与者的诉讼主体地位,每个程序参与者不管国家裁判机构对其作出有利还是不利的裁判,其作为人的尊严均能得到充分的尊重,而且他们对裁判过程和结论的亲和力会有所增强。而对于社会公众来说,程序正义则可以唤起他们对国家司法机关的尊重和信赖,增强司法公信力。正如德国学者马克思·韦伯曾指出,历史的发展方向是形式合理性而不是实质合理性,最发达的法律形式应该具备形式合理性。根据韦伯的理论,笔者认为程序正义在法律的发展中将发挥越来越重要的作用,在处理实体正义和程序正义的关系时,确有必要置程序正义于优先的地位。

五、程序制裁理念在刑事诉讼中,负责案件侦查、公诉和审判的官员违反了法定的诉讼程序,从诉讼程序法的角度应当怎么办?易言之,对于司法机关的程序违法行为法律有没有规定相应的法律后果?比如律师的会见权被剥夺了如何救济?非法搜查、刑讯逼供、超期羁押了怎么办?这些问题的解决就涉及到了程序制裁的理念。所谓程序制裁就是指由特定国家机关对于在诉讼活动中司法机关的程序违法行为实施的强制性惩罚措施。

关于程序制裁的问题,在西方国家法学界得到了普遍重视,在英美法系国家中,对于非法证据排除规则以及宪法权的程序救济问题给予了高度关注,而在大陆法系国家中,有关刑事诉讼行为的无效理论则一直占据着极为重要的地位,并且在西方国家立法和司法实践中,形成了以“宣告无效” 为特征的相对完善的程序违法制裁制度,即法院有权对那些在侦查、起诉、审判活动中违反程序法的诉讼行为直接宣告其丧失法律效力, 比如非法搜查、刑讯逼供、违反公开审判原则的行为、未保证被告人辩护权的诉讼行为等等。瑕疵诉讼行为一旦被宣告为无效,所有的瑕疵诉讼行为连同受其污染的诉讼行为或者有关法律裁决,都将不再产生任何法律效力。客观地说,这种程序制裁制度有力地约束了司法机关的程序违法冲动,有效地保障了刑事诉讼法的实施效果,使得程序正义得到了较好的实现。 相比之下,在我国刑事诉讼法当中,就缺少对程序违法行为有效的制裁规定,翻遍整部刑事诉讼法典,我们会发现充斥其间的是大量的没有制裁后果的规则,比如严禁刑讯逼供,证人应当出庭作证。被告人有权获得辩护等等,这些规定的正当性是肯定的,但是违反了这些规定要承担什么法律后果呢? 比如律师的会见权被剥夺了如何救济?律师的阅卷权得不到保障怎么办?被告人被非法搜查、超期羁押了怎么办?我国刑事诉讼法没有明确的规定。这种不规定违法后果和救济途径的“正当规定”能在多大程度上得到实施呢?

这样做的直接后果就是导致刑事诉讼程序规定成了流于形式的宣传口号。笔者认为,任何法律要得到实施,必须对违法行为加以制裁,要让违法者承担不利后果,否则法律就会形同虚设,变成一纸空文。而且“无权利就无救济”,从公民权利的角度看,对程序违法行为的制裁也是对公民权利的救济,程序违法行为往往侵犯公民的权利,如果不通过制裁程序违法行为来救济公民权- 利,那么立法者在法律中确立的书面权利再多对公民来讲也是“水中月,镜中花”。

笔者以为,当前我国刑事诉讼法之所以成为实施效果最不理想的法律,其重要原因就在于缺少西方国家这种发达的程序制裁理念。对于我国刑事诉讼立法而言,确立程序制裁理念、规定程序制裁制度是必须要做的一件工作,但是具体怎样构建程序制裁制度、设计什么样的程序制裁模式,则需要立法者权衡程序制裁制度的利弊得失后再做精巧构思。

结语从理念的养成到立法的确认,绝非是朝夕间就能完成的,也绝非是对现行司法制度细枝末节的修补,相反它是一个艰难而又漫长的历程。要想真正推动我国刑事诉讼法治进程,我们必须走出不切实际地追求“客观真实” 的认识误区,改革不具诉讼形态的诉讼模式,坚持程序正义优总之,在大学生诚信教育中,拿出契约文化中的诚信精华,娓娓道来,深入人心,净化心灵;而诚信法律原则与制度的讲授,是想用法律的威严,力促诚信品质的养成。

篇二

认知无线电系统组成

认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统,它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块,如图1所示[3]。

认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识,以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力,例如,通过对当前频谱使用情况的分析,可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽,甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力,这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力,无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带,最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示,用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类,不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。

认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同,学习方法可以分为3类。第一类是监督学习,用于对外部环境的学习,主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习,用于对外部环境的学习,主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习,用于对内部规则或行为的学习,主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为,抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。

认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识,动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力,目的是实现一些预先确定的目标,如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数,以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识,动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后,为响应控制命令,认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境,建立政策,该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。

认知无线电与其他无线电的关系

在认知无线电提出之前,已经有一些“某某无线电”的概念,如软件定义无线电、自适应无线电等,它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段,即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用,而CRS正处于研究阶段,其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务,而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议,以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比,自适应无线电由于不具有学习能力,不能从获取的知识与做出的决策中进行学习,也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策,因此,它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电,它能够更新部分或全部的物理层波形,以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络,因特网路由器一直都是基于策略的。这样,网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说,基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用,可以自动地适应当地监管要求,而且当监管规则随时间和经验变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测,并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较,自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整,认知无线电可以根据以前的结果进行学习,确定策略并进行调整。

认知无线电关键技术

认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等,它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4,5]。

频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测,如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用,物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等,以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时,需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频,在这个转换过程中,一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去,因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露,从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动,其基础是干扰温度机制,即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题,另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化,使检测到的可用空闲信道数目最多,或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测,即在认知用户没有通信需求时,也会周期性地检测相关信道,利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测,认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道,直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素,单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决,因此需要多个认知用户间相互协作,以提高频谱检测的灵敏度和准确度,并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术,不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术,更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。

智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下,在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量,同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中,网络的总容量具有一定的时变性,因此需要采取一定的接入控制算法,以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构,即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率,并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型,又称为频谱公用模型,这个模型向所有用户开放频谱使其共享,例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户,但在一定程度上限制非授权用户的操作,以免对授权用户造成干扰,有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中,每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入,分配结束后,认知用户之间的通信信道是相互正交的,即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中,认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波,用户除需考虑授权用户的干扰容限外,还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束,在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入,认知用户伺机接入“频谱空穴”,它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题,此种方法易于实现,且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下,认知用户与授权用户共享频谱,需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。

在不影响通信质量的前提下,进行功率控制尽量减少发射信号的功率,可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题,由于不同目标的要求不同,存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同,现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略,一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础,也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法,从集中式策略入手,再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利,采取联合策略,即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。

自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求,其主要在上层实现,不用考虑物理层实际的传输性能,目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果,利用相关的技术优化无线电参数,调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时,最小化其消耗的资源,如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然,这是一种非线性多参数多目标优化过程。

现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况,导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行,以与复杂多变的无线通信网络环境相适应,从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化,自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中,主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴,动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息,通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来,共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响,需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间,以减少突然的性能下降;另外,路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力,频谱感知主要是物理层的功能。然而,在合作式频谱感知情况下,认知无线电用户之间需要交换探测信息,因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中,由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同,网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息,而且,认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。

认知无线电应用场景

认知无线电系统不仅能有效地使用频谱,而且具有很多潜在的能力,如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势,认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。

频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率,也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此,认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展,并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性,主要包括提高频谱管理的灵活性,改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能,而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错措施。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数,比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。

认知无线电所要解决的是资源的利用率问题,在农村地区应用的优势可以总结为如下。农村无线电频谱的使用,主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同,电视频段利用较城市少,移动通信频段占用较城市更少。因此,从频率域考虑,可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市,除电视频段的占用相对固定外,移动通信的使用率不及城市,因此,被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀,移动蜂窝受辐射半径的限制,使得大量地域无移动通信频率覆盖,尤其是边远地区,频率空间的可用资源相当丰富。

在异构无线环境中,一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络,采用认知无线电技术,就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力,其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种无线网络,因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变,可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。

在军事通信领域,认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力,因此能够提取出干扰信号的特征,进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略,大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台,也是电磁环境感知电台,因此可以利用电台组成电磁环境感知网络,有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱,静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力,使频谱监测与频谱管理同时进行,大大提高了频谱监测网络的覆盖范围,拓宽了频谱管理的涵盖频段。

结束语

如何提升频谱利用率,来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化,以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整,所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出,为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景,是无线电技术发展的又一个里程碑。

篇三

农业是我国重要产业之一,随着国家政策的调整和农业投入的加大,我国粮食产量逐年递增,解决了13 亿人口的吃饭问题,创造了前所未有的奇迹,化肥施用起到了不可替代的作用。然而大量、大面积、长期的化肥施用会带来严重的负面影响,化肥使土壤的有机质成分遭到破坏,造成土地板结、地力下降、环境污染、作物品质下降等问题。如何养好地已成为亟待解决的问题,这一问题现已引起我国各级政府的高度重视和广大民众的密切关注。在农业科学新的领域内已提出耕作方式的创新,推出了以地养地有机物的转化再利用,在增施有机肥前提下,减少化肥施用量,以增加土壤肥力,减少环境污染,提高产品质量。

1 有机肥在农业生产中的作用

土壤是种植业的基础,有机肥、无机肥是种植业的粮食,有良好的土壤环境条件和充足的肥料施入,使土肥相融才能促使作物获得较好的收成。我国农村的“庄稼是朵花、全靠肥当家”、“地靠粪养、苗靠粪长”的谚语,在一定程度上反映了施用有机肥料对于培肥土壤的作用。有机肥不仅含有丰富的有机物和各种营养元素,同时还具有数量大、来源广、养分丰富的优点,作物生长所需要的碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、铁、镁、硫、锰、铜、锌、硼、钼和氯等营养元素,只有有机肥能全面供应,而且有机肥还具有调节土壤酸碱度,调节土壤理化特性,维持土壤中养分平衡,确保农作物茁壮生长发育的作用。

1.1 提供农作物需要的营养元素

有机肥是有机物综合体的通称,包括畜禽粪便、农业废弃物、生活垃圾、城市污泥等肥料,有机肥料中含有大量有机物质,包括糖类、蛋白质、氨基酸、核酸和维生素、激素、抗生素等生理活性物质,对作物生长发育有特殊作用。

1.2 提高土壤生物活性

土壤是有机无机相结合的复合体,土壤生物有土壤动物、微生物等,这些有生命的物质需要各种含碳有机物质作为能量来源。有机肥可提供给土壤各种生物所需要的大量有机质,增强其活性,从而增强物质的转化能力,提高土壤肥力。

1.2.1 土壤动物 蚯蚓是疏松土壤的好帮手,是生物改良土壤的巨大动力资源。蚯蚓可利用有机残体作为生命活动的能源和生长发育的营养物质,不但将有机残体水解为同化的碳水化合物、脂肪和蛋白质,而且能分解出较稳定的物质,并能使这些有机物和无机物转化成植物易利用的可给态养料。蚯蚓粪便亦含有丰富的无机氮和可溶性磷、钾养分及微量元素,是作物有效养分的重要肥源。蚯蚓本身含有 50% ~ 70% 的蛋白质,蚯蚓死后,其躯体分解,亦向土壤释放植物需要的营养物质。另外,蚯蚓在土壤中钻孔,可提高土壤通透性。土壤动物活性是衡量土壤肥力高低的一项指标。施用有机肥的地块,土壤比较疏松,蚯蚓比较多,应增施有机肥促进蚯蚓生长繁殖,改善土壤理化性状。

1.2.2 土壤微生物 土壤微生物对提高土壤肥力有重要作用。施用有机肥,就可向土壤中投入大量的有机碳,可促使土壤中的微生物特别是有益微生物,如固氮菌、氨化菌、纤维素分解菌、硝化菌等快速生长和大量繁殖。有机肥中有动物消化道分泌的各种酶及微生物产生的各种酶,这些物质施到土壤后,可大大提高土壤酶活性。因此多施有机肥,可提高土壤生物活性和微生物繁殖转化能力,从而提高土壤吸收性能、缓冲性能和抗逆性能,一是微生物促进有机肥的分解。有机残体经有机分解、矿化分解成为简单的有机物或无机物后,被作物根系吸收利用。二是促进养分的微生物固定,减少损失。一般情况下有机肥料的碳氮比较大,施用有机肥后能促使微生物大量繁殖,使作物可利用的无机氮变成微生物躯体的有机氮素。其他养料也是如此,微生物就成了这些养料的储藏库。微生物死后,这些养料又可以释放出来,经过矿化供作物吸收或再被其他微生物吸收,再次进行生物固定。土壤微生物的这种吸收-释放-再吸收的过程,起到了调节、缓冲土壤养分的作用。三是改善土壤自主固氮菌的活动,增加大气氮素的生物固定。土壤越肥沃,土壤中自生固氮菌增殖能力越强,可促进大气氮素的生物固定。四是固氮菌能促使磷、钾细菌的生长繁殖,增强土壤中难溶性磷、钾养分的释放。五是增加土壤生理活性物质的含量。微生物在生命活动中能合成一些生理活性物质,能促进作物生长,抑制病原菌的繁殖,增强作物的抗病性。六是促进作物根系生长。土壤中有机肥施用的多,土壤相对疏松,保肥性能好,作物根系生长发育快,吸收能力增强,因此根深叶茂。

1.3 维持养分平衡,减轻连作障碍

作物生长过程中所需要的十多种营养元素,目前任何一种化肥都是无法完全代替的。施用有机肥是维持作物在土地系统中养分平衡的重要措施,有机肥作用如下:

一是既向作物提供大量元素,又提供微量元素。

二是既向作物提供无机养料,又提供有机养料和抗生物质。

三是既向作物提供提供必要元素,又提供有益元素。有机肥中除上述 16 种作物所需要的元素外,还含有对作物生长有益的硅、钴、硒、钠等元素。

四是既向作物提供固态养料,又提供气态养料。有机物在腐化分解过程中会释放二氧化碳,可提高作物冠层中的二氧化碳浓度,增强光合效率,进而提高作物产量。

五是有机肥是长效肥。有机肥料是一种缓效性肥料,有机肥料中的元素除了钾元素外,绝大部分与有机化合物结合在一起,或以有机状态存在,只能通过矿物质转变成简单的有机化合物或无机状态后,才能被作物吸收。有机肥作为作物基肥,前期不烧苗,后期不脱肥,可延长作物根系和叶片的功能期。

2 以地养地,养用结合的耕作模式

随着农业科学技术的应用,在采用绿肥或利用绿肥与农作物间作套种等模式改造旱薄地、低产田,提高土壤肥力、增肥地力等方面取得了新的发展,积累了一定的成功经验,大大促进了土壤肥力的改善。

2.1 田菁与小麦轮作

前些年在豫东黄河两侧低洼易涝花碱地采用大型机械深耕后种植田菁。经过一个夏季,田菁生长 1m左右,秋末粉碎翻压,整地种麦。麦苗长势良好,无盐害黄苗现象。来年开春小麦返青时,施入适量化肥,浇返青水和拔节水各一次,当年小麦单产达3 000 kg/hm2以上。连年轮作后土壤盐分下沉,耕层淡化,土壤腐殖质增加,小麦年产量逐年递增,最高单产达 6 750 kg/hm2以上。

2.2 间作套种

在豫东旱薄地曾推广应用间作套种模式,即采用小麦与春箭舌豌豆或苕子、棉花间作。小麦播种前预留 3 m 左右的行距,然后播种春箭舌豌豆或苕子作绿肥,到来年 5 月初将绿肥粉碎翻压,腐烂后栽种棉花营养钵。与对照相比,掩绿肥的棉花单产有明显提高。

2.3 以无机促有机提高产草量,加速旱薄地培肥速度

在豫东花碱地试验基地,绿肥播种前施用少量磷肥或(和)氮素化肥,促使绿肥生长,提高产草量。

水利条件比较好的地方,在绿肥苗期灌一次水成效更显着,可使绿肥早发,增加产草量,并可提前掩青腐烂分解,保证小麦适时播种。

如在黄河故道背河洼地,小麦收后播种田菁的同时施入过磷酸钙 150 kg/hm2、碳铵 112.5 kg/hm2,将不施化肥的田菁作为对照。施化肥田菁出苗后蹲苗期缩短,生长旺期测产结果表明,施少量化肥较不施化肥田菁的产草量高 53%.又如种植柽麻的同时施入尿素 75 kg/hm2、磷肥 112.5 kg,秋后掩青时产量测定表明,施用化肥区较未施化肥区柽麻的产草量高一倍。

来年小麦收获时绿肥施化肥区小麦单产 5400kg/hm2,较 绿 肥 不 施 化 肥 区 小 麦 单 产 3 375 kg/ hm2高2 02 5 kg/hm2. 小麦收获后测试土壤理化特性,绿肥施化肥区表现为容重降低,土壤水溶性团粒增多,土壤有机质略有增加,盐碱地层盐分减少。经过多年轮作后,土壤最终成为无盐碱危害的砂壤土。

2.4 养用结合改土培肥

2.4.1 两粮一肥制 两粮一肥的栽培方式适合中产地区。麦收后小行距 0.7 m 冲沟,点种两行玉米,株距 0.17 ~ 0.2 m,密度为 3.75 万~ 4.5 万株 /hm2.在 2 m 宽行内种两耧柽麻或绿豆。观察绿肥长势,于6 月底或 7 月初,一茬作玉米追肥,8 月上旬掩青作小麦底肥。

2.4.2 两粮两肥制 典型种法是种麦前打成 2.5 m宽的畦田,种 3 耧苕子。来年 4 月将苕子翻压种两行玉米,玉米长起来时,于 7 月上旬在玉米行间套种柽麻或绿豆。通许县火尚弯村种两粮两肥田 3.33 hm2,全年掩鲜草 3.75 t/hm2,玉米和小麦单产分别为3 825 kg/hm2和 3 870 kg/hm2.

2.4.3 两粮三肥间作制 设 1.7 ~ 2.3 m 为一畦,畦内种 3 耧小麦,畦埂上在年前种一耧毛叶苕子或草苜蓿,来年 2 月在麦垅行间套种草苜蓿,5 月上旬把埂上的绿肥掩青种两行玉米,7 月上旬把三耧绿肥刹一茬作玉米追肥,让绿肥再作小麦底肥,或是于 7 月中旬将草苜蓿刹割后深翻。这种粮草间作是持续增产,以地养地的好办法。

3 结束语

随着社会的进步及人们生活水平的提高,对农产品质量和农业技术水平的要求也越来越高。有机肥料中各种营养元素比较全面,对植物的养分供给较平缓持久,而且无毒、无害、无污染。欧美等发达国家,正在兴起的“生态农业”、“有机农业”,十分重视使用有机肥料,并把有机肥料规定为生产绿色食品的主要肥源。

综上所述,农业生产应为净化环境提供良好的耕作手段和新的栽培模式,应着力推广秸秆还田、间作套种绿肥等措施,将绿肥种植引入农田,重视有机肥料的合理施用,采用测土施肥、配方施肥等,将有机、无机肥料合理配施,实现以地养地养用结合。

参考文献:

[1] 董敬超 . 浅析有机肥与化肥配合施用技术的发展应用 [J].河北农业科技,2007(9):42.

[2] 李洪森 . 有机肥在绿色食品生产中的应用 [J]. 安徽农业科学,2012(8):4526-4527.

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