判决系统（共7篇）
判决系统 篇1
摘要：论述了遥测参数仿真与判决系统的模块化设计思想,充分利用实时遥测参数数据,通过以字符滚动、时间历程曲线等形式,实时显示并判决目标主要遥测参数的物理量、开关量和数字量等信息,实时监视目标的工作状态,为靶场试验提供可靠的决策依据。对软件实现过程中使用的程序设计技巧、实现方法及应用实例进行了简要介绍。
关键词：遥测参数,模块化,遥测挑点,特殊副帧
0引言
在靶场试验中,目标遥测参数信息内容丰富,数据量大,在目标鉴定评估中发挥着重要作用。目前,靶场综合测控系统联网合练由于无仿真数据,只能在与真实目标对接过程中全面检验装备。在没有真实目标遥测数据时,选用静态固定遥测数据加时间码进行传输,通过判断时码来检测各种数传信息数据的正确与否,这带有极大的片面性,达不到系统联网调试的要求,而每次又无法都安排真实目标参加。根据每次试验中的实际需求,生成遥测动态仿真数据,用于检测遥测、GNSS系统性能、靶场测控系统通信和指控中心综合显控能力是非常必要的。因此,实时监视遥测关键参数并进行实时判决,对缩短试验周期、降低试验消耗和提高试验成功率等是非常急需的。
1总体设计方案
为了完成遥测数据的实时仿真和对数据进行实时判决,设计了遥测参数仿真与判决系统。系统采用模块化设计思想,主要研究内容应包括:遥测参数转换算法、遥测参数组帧模型、遥测参数数据库、遥测参数挑路物理量转换模型、数据多种显示方式、网络数据接收算法和实现部分关键参数智能处理功能。遥测参数仿真与判决系统置于靶场现有的遥测遥控测量系统内,由遥测终端计算机、判决计算机、网络、挑点与判决软件等组成,结构框图如图1所示。
2需要解决的问题
遥测数据的仿真因为遥测数据的多样化而变得复杂和繁琐,各种型号任务交叉执行,且遥测数据采用的帧格式往往根据任务考核目的的不同有所变化,长期靠修改软件来适应任务的需要显得非常被动。因此,对于遥测数据通用挑点组帧的方法及数据信息的交换是本系统需要重点解决的问题。
2.1遥测挑点的通用化
通过采用通用遥测挑点技术,应用软件通过加载不同的遥测参数配置,可以方便地完成包括子帧、副帧和特殊副帧等不同挑路类型以及模拟量、数字量和开关量等不同数据类型的遥测参数挑路[1]。在数据挑路过程中,由遥测参数挑路服务程序进行统一管理,通过标识区分。
2.2网络信息数据的交换
系统的研制首先要确保能够正确完整地读取网络数据,同时将外部接收的数据放到网络之中,例如遥测数据。网关站软件平台只能提供信息的管理和控制,网络信息数据交换模块必须根据用户的需求自行编写定制,因此在选取了网关站软件平台之后,首要的设计就是网络信息数据交换的模块设计[2]。设置好组地址和用户IP地址,编写网络读写函数,完成网络数据信息的交换。
3关键技术
遥测参数仿真与判决系统,采用模块化设计使得软件的修改和维护变得快捷和方便。采用面向对象的设计方法,把各个功能模块尽量独立,规范接口,大大降低了维护周期和成本。主要包括以下几个典型模块。
3.1可重构软件平台的选用
仿真与判决系统采用了可重构软件平台技术。在系统设计之中,为了方便信息交换,达到功能的可重组、设备的可重组以及界面可重组,从而提高系统功能的良好扩展,该系统都选用可重构软件平台[3]。通过对这个软件平台的研究发现,采用这个软件平台能方便灵活地处理其设备信息资源,完全利用其所有信息资源。
3.2遥测参数实时仿真模块
通过递归调用组帧模块,方便地实现了对子帧、副帧和特殊副帧的仿真。在对含有特殊副帧的参数进行仿真时,由于特殊副帧长度不定,所以其参数结构不同于已设计好的标准数据库结构,必须修改数据库中参数配置,以满足实际需求。仿真系统框图如图2所示。
3.3遥测参数实时判决模块
系统从网络接口实时获取所需的关键遥测挑路数据,与数据库中的标准数据进行跟踪匹配,在门限阈值以内,判为正常;超出门限,区分为2种准则:① 立即拒收准则,当数据值一旦超过门限,立即产生严重告警;② 延时拒收准则,当数据值超过门限并保持一段时间时,才产生告警。判决模块系统框图如图3所示。
3.4模块间的信息转换
遥测数据信息统一由网络数据采集模块实现,采集获取的数据统一管理,程序通过统一的接口函数访问数据,采集过程与数据处理过程分开。
多个挑点模块应用动态库可以同时访问相同的数据区。首先从内存映像文件中获取到数据流的有关数据区指针,得到数据区地址。根据数据区属性内容从数据区中拷贝数据进行处理。应用程序自行维护数据区的尾指针,使用数据区属性结构中头指针进行有效数据的处理。
所有数据分别对应地配置一个数据采集动态库,定义采集数据的属性信息,以通过以上相同的处理步骤实现在本地信息元表中维护一个对应的数据区。对于数据的使用模块可以完全不用关心此数据从什么地方来以及数据是如何进来的,它只要从对应的数据区中读取数据进行处理即可。
对程序完成挑点后的原始数据进行物理量转换,通用物理量转换模块提供多种转换方式,对模拟量采用公式法,通用公式[4]为:
undefined
式中,DATA为参数物理量;data为遥测原始数据;C为采编器参数;C1,C2,C3,C4为计算用系数。
通过以上公式,可将模拟量参数转为物理量。
对数字量参数,采用如下公式:
DATA=d*data+C,
式中,DATA为参数物理量;data为遥测原始数据;d为量化当量;C为初始化常量。
4实验结果与结果分析
假设要仿真的数据格式为:字长8位,子帧长32,反码副帧方式,副帧长32,帧同步码组为EB90,生成数据时长100 s。
选取某一型号遥测数据,根据遥测大纲约定的参数位置和系数等条件,选取需要实时显示判决的关键参数[5,6,7,8,9],通过参数判决软件进行实时地显示与判决,关键参数值如果超出规定的范围,判决软件将以红灯的方式进行告警。
通过生成仿真数据与遥测系统的对接试验,实时任务中对关键参数的判决,该系统的功能满足设计要求。具备了应用仿真数据检测设备的性能,在系统联网合练中使用仿真数据检测数据通信的准确性,可在校飞试验及飞行试验中应用判决系统监测目标飞行状态。
5结束语
本系统能够为靶场测控系统装备调试提供动态信号源,为大系统联网合练调试提供技术支持。由于生成仿真数据简易快捷,对测控装备的调试和测控系统通信的检测有较好的辅助作用,同时能够实时地观测目标内部参数的变化,自动判决目标各种参数的数值变化趋势,在目标发生故障隐患时,可及时做出决策,为决策提供依据,既能够降低试验消耗,又能够缩短试验任务周期。
参考文献
[1]李元洲,王润贤.遥测设备挑点软件通用方法研究[C]//第十三届全国遥测遥控技术年会论文集,2004:329-230.
[2]何平江.试验通信概论[M].北京:国防工业出版社,2002.
[3]邵维忠,杨芙清.面向对象的系统设计[M].北京:清华大学出版社,2003.
[4]刘蕴才.无线电遥测遥控(上册)[M].北京:国防工业出版社,2001.
[5]蒋东兴,林鄂华.Windows Sockets网络程序设计大全[M].北京:清华大学出版社,1999.
[6]赵业福.无线电跟踪测量系统[M].北京:国防工业出版社,2001.
[7]王春德.靶场遥测数据处理[M].北京:国防科工委教育训练部,1988:98-102.
[8]岑贤道,安常青.网络管理协议及应用开发[M].北京:清华大学出版社,1999.
[9]康凤举.现代仿真技术与应用[M].北京:国防工业出版社,2001.
判决系统 篇2
FTN理论最早在1975年提出[1],并在上世纪90年代被数学严格证明[2,3]。近年来,因为在信息速率上的优势,它逐渐受到国内外学者的广泛关注。在相同比特能量、相同的时间、相同的带宽及相同的误码率的条件下,FTN系统的信息比特速率远超传统的Nyquist系统。研究表明,在相同条件下,FTN系统可以比传统的Nyquist系统多传输30%~100%的码元[4]。这对于频域资源非常紧张的现代社会是非常有吸引力的。
但是,FTN系统的码元速率超过了Nyquist速率,这也不可避免地引入了严重的ISI[5]。在ISI系统中,基于最大似然(MLSD)准则的检测器可以获得较小的误比特率(BER),但其复杂度较高难以在FTN系统中实现。目前有学者提出基于FDE的FTN接收方案[6],降低了复杂度。然而文献[6]在设计系数时没有考虑接收滤波器对信道噪声的影响。另外,FDE判决结果仍然残有ISI。在此基础上提出了基于NPDFE的FTN接收方案。该均衡器在FDE上加了反馈回路,设计时考虑了接收端滤波器对噪声的影响,使得性能更优。
1 系统模型和FTN系统下的FDE
1.1 FTN系统模型
一般的FTN基带系统的调制信号表达式如下:
式中,am是需要发送的信息符号,gT(t)是Ts正交基带成型脉冲。由此可以看出当ρ=1时,该系统是Nyquist系统。当ρ<1时,该系统是FTN系统。式中,ρ是FTN系统的加速因子,反映码元的压缩情况[4]。
调制信号经过均值为0,方差为σw2的加性高斯白噪声信道(AWGN)后,在接收端与脉冲gR(t)作匹配滤波,再以1/TFTN的速率抽样。如果接收端信号时间同步理想,则得到接收信号的离散序列:
式中,TFTN=ρTs,第2项就是FTN引入的ISI项,由此可以看出,FTN系统中的ISI是无限长的,但是判决符号受其附近符号的影响更大,距离判决符号越远,对应的影响越小。为了便于接收端操作,无限长的ISI需要被截短成有限长,设截短后的ISI长度是Lisi,所以式(2)可以写成:
1.2 FTN系统下的FDE
对于ISI系统,最佳接收方案是基于最大似然(MLSD)准则的检测器(如维特比算法(Viterbi Algorithm,VA)[7]。然而MLSD检测的复杂度会随调制进制数和ISI长度的增加呈指数级增加。而FTN系统的ISI长度Lisi较大,因此MLSD难以在该系统中实现。2013年著名学者Shinya Sugiura提出了基于FDE的FTN接收方案[6]。因为FDE是在频域中处理信号,所以该方案降低了接收端的复杂度[8]。
为了便于FDE的均衡操作,发送端首先将已调的符号序列{sn}{am}分割成一个个长度为Ndata的数据段,然后在每个数据段的后Lcp位数据复制并添加到前端作为循环前缀(CP),从而构成长度为Ngr的发送分组,其中Ngr=Ndata+Lcp,如图1所示。
为了保证分组间不相互影响,需要保证Lcp满足Lcp≥(Lisi-1),因此FTN引起的冲激响应与发送分组的线性卷积可以等效为分组中信号部分与ISI的循环卷积。因此式(3)可以等效写成矩阵形式:
式中,s=[a0,a1,...aNdata-1]T,η代表信道噪声与匹配滤波器抽样脉冲的卷积,H代表FTN引起的ISI的冲激响应矩阵,是一个Ndata×Ndata的主对角线元素为h0的矩阵,整个矩阵由序列[h0,h1,...hLisi-1]T循环平移得到。FDE结构如图2所示。图2中,R=Fr,其中,F是元素为的FFT变换矩阵。而FH则代表IFFT变换矩阵。s是判决后的输出结果,Cfde是FDE的抽头系数矩阵。基于MMSE准则,可以得出抽头系数矩阵Cfde=(ΛHΛ+(1/SNR))-1ΛH,其中Λ=FHFH,σs2是信号功率,σw2是信道噪声功率。接收序列r变换到频域与均衡器抽头系数Cfde做均衡操作,然后回到时域,经判决后得到结果s。
2 改进型FDE和NPDFE
2.1 FDE接收方案存在的问题
上一部分介绍了基于FDE的FTN接收方案。然而,在FTN系统中,式(2)的噪声η是信道噪声与匹配滤波器抽样脉冲的卷积,是有色噪声,即η=Gw。所以式(4)可以写成:
其中,代表期望信号序列,,H为FTN引起的ISI的Ndata×Ndata的冲激响应矩阵,由循环平移得到,G为匹配滤波器冲激响应矩阵,与矩阵H相似。由式(5)可知,η不是白噪声,因此在设计均衡器系数时,应考虑G的影响。此外,对于FTN这样存在长ISI的系统,线性均衡器无法完全消除ISI,FDE的输出结果仍然含有残余的ISI。
2.2 改进型FDE
针对上述问题,本文首先在设计均衡器系数时将矩阵G考虑其中,式(5)经过FFT变换后得:
式中,令Γ=FGFH。由此可以写出均方误差(MSE):
令可以求出均衡器系数:
由此得出改进后的FDE(记为FDEcolor)的均衡系数。
2.3 NPDFE
此时,相比于FDE、FDEcolor的性能已经有所提升。然而,在FTN系统中,线性均衡器的输出结果仍然存在残余的ISI。而在FTN系统中,非线性均衡器在消除ISI上的性能要优于线性均衡器[9],所以为了进一步消除ISI提高性能,提出了基于NPD-FE的FTN接收方案,NPDFE是在FDEcolor的基础上增加了频域反馈均衡器,如图3所示。
图3中,x为FDE的输出信号向量,是z(l)的硬判决向量。x与相减得到误差向量d,可以表示成:。然后d经过均衡器后再反馈回FDE的输出信号x,从而降低x的判决误差,进一步提高系统性能。另外,这种反馈均衡器是可以迭代的。经过多次迭代,反馈均衡器预估的误差会更加精确,从而使性能不断提高。图3中l表示迭代次数[10]。
因为NPDFE的前和反向均衡器关联性不强,对应的均衡器系数也是独立设计的,所以前文设计的FDEcolor均衡器系数完全可以用于NPDFE的前向均衡系数,即Cfdecolor=Cnpdfe。此外,NPDFE前、反向均衡器独立的特性也增强了NPDFE对信道的适应性,当信道条件较好时,NPDFE可以去除反馈均衡器部分作为FDE使用;当信道条件较差时,NPD-FE可以再添加反馈均衡器。
反馈均衡器是在频域下操作的,但为了便于计算,可以先推导反馈均衡器的时域系数,再将其转换成频域。另外,在下面的分析中,假设是理想的,即。所以反馈均衡器结果z(l)可以表示成:
根据MMSE准则,
式中,(BHnpdfe-INdata)是反馈均衡器的系数,Bnpdfe表示为:
由式(11)可以看出Bnpdfe是循环平移矩阵矩阵,所以只要求得矩阵的第一列就可以通过循环移位来得到其他列,所以下面重点对矩阵Bnpdfe的第一列B0进行分析。MSEnpdfe可以写成:
式(12)最早出现在文献[11],令T=[HHH(SNR)+GHG]-1GGH,因为T是Hermitian矩阵,所以可以改写成:
根据分块矩阵逆的引理[12]可得:
式中,K=Q-a-1qqH是a在矩阵T中的Schur补,所以MSE可以表示为:
a是矩阵T第一行第一列的元素a=1+(SNR)·(g0Hg0)-1h0Hh0,h0、g0分别是矩阵H、G的第一列向量。
由矩阵论中关于分块矩阵求逆矩阵的性质可以知道当矩阵T为正定矩阵时,矩阵K也是正定矩阵,所以矩阵K的逆也为正定矩阵。因此均方误差的表示中的第2项是非负的,所以在第2项为0的时候均方误差取得最小值。为了使第2项为0向量必须取得如下值:
所以判决反馈均衡器系数矩阵的第一列的列向量B0可以表示为:
由式(13)和式(17)可知,B0可以由分块矩阵T的第一列乘以系数a-1得到,而分块矩阵T和矩阵Bnpdfe都为循环平移矩阵,所以可以得出:
将a和T代入上式,整理后得:
令。因为Bnpdfe,f=FBnpdfeFH,所以根据Parseval定理[5],式(19)可以写成:
所以频域反馈均衡器系数是:
3 仿真研究
3.1 仿真结果
本次仿真所用的调制方式是BPSK,信道是加性高斯白噪声信道(AWGN)。发送端成型脉冲是平方根升余弦脉冲(rRC)。脉冲滚降系数α=0.2,加速因子ρ分别取0.8和0.9。数据分组长度Ndata=1 024,FTN系统引入的ISI的影响长度Lisi=20,且循环前缀长度Lcp=Lisi与文献[6]的参数相同。
图4和图5分别显示了FTN系统下,当ρ分别取0.8和0.9时FDE、FDEcolor、NPDFE(2次迭代)和NPDFE(3次迭代)的性能对比。
由图4可以看出,当ρ=0.8时,FDEcolor的性能已有了不错的提升,而NPDFE取得BER=10-4所需SNR比FDE少约5 d B。而在图5中,由于加速因子ρ较高,所以FTN引入的ISI程度不高,FDE的接收性能已经能得接近无ISI的的性能,所以FDEcolor和NPDFE的性能提升不多,但仍然可以从图5看出性能略有提升。但是,NPDFE的前、反向均衡器关联性不强,因此在加速因子ρ较高的情况下,可以关闭NPDFE的反馈回路转变为FDEcolor接收从而降低接收端的复杂度。
3.2 复杂度计算
在复杂度计算方面,以平均判决一个符号所需的复乘数作为衡量指标,用CMul表示。在FDE中一次FFT需要(Ndata/2)log2Ndata次复乘。而矩阵Cfde是对角阵,所以第i个抽头系数是:
式(22)中,λi是矩阵Λ对角线上的第i个元素。所以FDE的复杂度为:
FDEcolor与FDE类似,所以FDEcolor复杂度为:
NPDFE的前向均衡器和FDE类似,而且在前向系数中已算出[ΛΛH(SNR)+ΓΓH],所以只需要计算矩阵(BHnpdfe,f-INdata)的分母的系数。NPDFE每次迭代所用的反馈均衡器系数不变,所以反馈系数只需要计算一次,所以NPDFE的复杂度为:
仿真中Ndata=1 024,所以CMul(FDE)=13;CMul(FDEcolor)=14,当NI=2时,CMul(NPDFE)=27;NI=3时,CMul(NPDFE)=38。
4 结束语
针对已有的基于FDE的FTN接收方案存在的性能较差的问题提出了改进方案。在设计均衡器系数时充分考虑了FTN系统下接收滤波器对接收信号中噪声的影响,优化了抽头系数的设计。另外,将NPDFE引入FTN系统中,将FDE的判决误差反馈回去,从而提高了接收机的性能。仿真研究表明,当ρ=0.8时,NPDFE取得BER=10-4所需SNR比FDE少约5 d B,代价是复杂度提升一倍。而当ρ=0.9时,由于ρ值较高,所以FTN引入的ISI程度不高,FDE已经能得到接近无ISI的的性能,所以FDEcolor和NPDFE的性能提升不多,但从图5仍然可以看出性能略有提升。而且,NPDFE的前、反向均衡器关联性不强,因此在加速因子ρ较高的情况下,可以关闭NPDFE的反馈回路转变为FDEcolor接收从而降低接收端的复杂度。
参考文献
[1]Mazo J E.Faster-than-Nyquist signaling[J],Bell SystTech,1975,54(8):1451-1462.
[2]Mazo J E,Landau H J.On the Minimum Distance Problem for Faster-than-Nyquist Signaling[J].IEEE Transactions on Information Theory,1988,34(6):1420-1427.
[3]Hajela D.On Computing the Minimum Distance for Faster than Nyquist Signaling[J].IEEE Transactions on Information Theory,1990,36(2):289-295.
[4]Anderson J B,Rusek F,Owall V.Faster-than-Nyquist Signaling[J].Proc.of IEEE,2013,101(8):1817-1830.
[5]Proakis J G.Digital Communications[M].5th ed.USA:Mc Graw-Hill,2008.
[6]Sugiura S.Frequency-domain Equalization of Faster-thanNyquist Signaling[J].IEEE Wireless Commun.Lett.,2013,2(5):555-558.
[7]Liveris A D,Georghiades C N.Exploiting Faster-thanNyquist Signaling[J].IEEE Trans.Commun.,2013,51(9):1502-1511.
[8]Falconer D S,Ariyavisitakul A,Eidson B S B.Frequency Domain Equalization for Single-carrier Broadband Wireless Systems[J].IEEE Commun.Mag,2002,40(4):58-66.
[9]Salz J.Optimum Mean-square Decision Feedback Equalization[J].Bell Syst.Tech.J.,1973,52(8):1341-1373.
[10]Dong Chao,Lin Jia-ru,Niu Kai,et al.Block-iterative Decision Feedback Equalizer With Noise Prediction for Single-Carrier MIMO Transmission[J].IEEE Transactions on Vehicular Technology,2012,61(8):3772-3776.
[11]Dhahir N A,Cioffi J M.MMSE Decision Feedback Equalizers:Finite-length Results.IEEE Trans.Inf.Theory,1995,41(4):961-975.
判决系统 篇3
在我国现行刑事诉讼法中, 对犯罪嫌疑人和被告人人权加强保障的条款很多, 如律师的提前介入、指定辩护制度、刑事强制措施制度的完善等。而我国现行《刑事诉讼法》第209条关于无罪判决与免除刑事处罚判决的执行也是刑事诉讼执行中体现对被告人人权保障的一大亮点。但是, 我们也应当注意到, 在司法实践与理论上对该条款的理解与执行仍存在一些误区, 在立法上也有一些缺陷。为了能更好地保障被告人的人权, 在法律上为构建和谐社会略尽绵薄之力, 本文在此对无罪判决与免除刑事处罚判决的执行作如下探讨。
一、无罪与免除刑事处罚判决
何为无罪判决, 立法上并无规定。从立法条文推断, 宣告无罪判决可以依据法律上的理由作出, 法律上没有将相应的行为规定为犯罪行为, 法院认定对此行为不适用任何法律上的罪名, 即被指控的案件不构成犯罪, 这是罪行法定原则的基本要求。
宣告无罪判决也可以依据事实上的考虑做出, 如果法庭认为公诉机关或者自诉人未能提出被告人有罪的证据, 就属于这种情形;在涉及犯罪证据的问题上, 如果公诉机关和自诉人不能提出确凿充分的证据证明被告人有罪, 便可以证明应当宣告被告人无罪, 这是现行刑事诉讼法确立的“人民法院统一定罪原则”的要求, 是我国吸纳“无罪推定原则”的合理内核后确立的, 也即司法实践中所谓的“疑罪从无”。
免除刑事处罚判决与无罪判决是不同的, 两者有着本质的区别。无罪判决是宣告被告人的行为不构成犯罪或者不能证明构成犯罪;而免除刑罚判决是在确定被告人有罪的情况下, 因为其他原因, 如犯罪超过追诉时效、符合《刑法》总则规定的免除刑事处罚的情形等而不对被告人给予刑事制裁的一种特殊判决形式。但是, 两者在事实上又都表现为对被告人不科处任何刑事制裁, 因而在刑事诉讼法中被规定在同一个执行条款中。
二、对执行条款的探讨
无罪判决和免除刑事处罚判决可以由一审法院和二审法院作出, 值得探讨的是一审法院作出的无罪判决和免除刑事处罚判决的执行。在此, 我们首先探究一下执行的概念。刑事诉讼中的执行是指刑事执行机关为了实施已经发生法律效力的判决和裁定所确定的内容而进行的活动。也有学者认为, 刑事诉讼中的执行, 也即执行程序, 是指司法机关和法律授权的其他组织, 将已经发生法律效力的判决、裁定所确定的刑罚等内容付诸实施以及解决实施过程中出现的特定问题而进行的活动。笔者认为, 第二种界定更完善, 符合刑事诉讼的立法与实践。作为刑事诉讼一个阶段的执行包括两部分活动, 一是人民法院或者其他执行机关将生效的判决、裁定的内容实现的活动;二是解决判决、裁定在执行过程中出现的特定问题 (如假释、监外执行等) 的活动。显然, 执行的前提条件是判决、裁定已经生效, 这在我国现行刑事诉讼法第208条第一款也规定得非常清楚:判决和裁定在发生法律效力后执行。何为发生法律效力的判决、裁定?我国《刑事诉讼法》第208条第二款有详细的列举和说明:下列判决和裁定是发生法律效力的判决和裁定: (一) 已过法定期限没有上诉、抗诉的判决和裁定; (二) 终审的判决和裁定; (三) 最高人民法院核准的死刑的判决和高级人民法院核准的死刑缓期两年执行的判决。由上文的阐述可以知道, 显然, 一审法院作出的无罪判决与免除刑事处罚判决不属于发生法律效力的判决。但根据《刑事诉讼法》第209条“第一审人民法院判决被告人无罪、免除刑事处罚的, 如果被告人在押, 在宣判后应当立即释放”的规定, 这显然是对一审法院作出的无罪判决的执行的规定, 是赋予人民法院在一审判决被告人无罪或者免除刑事处罚后就将判决的内容付诸实现的权力。据此, 在由樊崇义教授主编, 由中国政法大学出版社出版的《刑事诉讼法》第434页关于“无罪和免除刑罚判决的执行”部分内容是这样表述的:无罪和免除刑罚的判决在生效后由人民法院立即执行。笔者认为, 这种说法是错误的。正如民事诉讼中的先予执行制度一样, 一审法院作出的无罪判决属于刑事诉讼执行中的一种特殊情形, 其执行的依据并不是生效的判决或裁定, 因为一审法院 (除最高人民法院外) 作出的判决在上诉、抗诉期未满之前是没有生效的, 其执行的依据是法律的直接规定, 他所体现的立法精神正是对一审被判决无罪和免除刑事处罚判决的被告人人权的尊重和保障。当然, 从立法表述的周延性与严谨出发, 在我国刑事诉讼法第208条第一款应表述为:判决和裁定在发生法律效力后执行, 法律另有规定的除外。
三、无罪与免除刑罚判决体现的人权保护理念及完善建议
人权的思想最初孕育于古希腊的自然法理论之中, 并受自然法理论平等人格观念和本性自由观念的长期演化和融合。人权问题在产生之初体现为国内法问题, 后来随着国际交流与政治、经济活动往来的增多, 也变成了国际法上关注的一个重大问题。我国也积极参与国际社会为保护和发展人权而做出的各种努力, 并在1998年10月签署了著名的《公民权利与政治权利国际公约》。此外, 我国为了履行国际条约义务, 清理、修改了一些国内法, 删除了现行法律中有违国际义务的规定。
尊重与保障人权的难点尤其集中体现在刑事诉讼中。一般地说, 刑事法律的目的表现为两方面, 即惩罚犯罪和保障人权。毫无疑问, 两者如果能够共存是最为理想的状态, 但实践表明这只是一种理想而已。因此, 世界各国对刑事法律的目的应当侧重惩罚犯罪还是侧重保障人权, 认识上并不一致, 由此产生了犯罪控制模式和法律正当程序模式两种刑事法律目的的理论。无庸置疑, 在刑事诉讼中人权的主体是断然不能排除犯罪嫌疑人和被告人的, 因为犯罪嫌疑人和被告人直接处于接受检警机构追诉和法院审判的地位, 其诉讼权利和基本自由不仅常常得不到尊重, 而且还经常成为国家追究犯罪活动的牺牲品。正因为各国对此有着清醒的认识, 所以刑事诉讼立法的历史, 在一定意义上也就是犯罪嫌疑人和被告人权利不断加强的历史。
我国刑事诉讼法209条规定, 第一审法院宣告被告人无罪或免除刑事处罚的, 如果被告人在押, 应当立即释放, 该条的含义十分明确, 即无罪判决与免除刑事处罚判决一经作出立即执行, 不需要等上诉与抗诉期满, 被告人即可当庭释放立即获得自由。事实上, 自由、平等是最能令人接受的最低限度的人权含义, 现行的一系列国际人权公约, 都无一例外地把对自由的保护放在重要的地位。所以, 该条无疑是人权保障的亮点之一。但我们同时应注意到, 在我国刑事诉讼体制下, 这种判决并不具有终局性, 被告人仍有可能会再次被羁押, 再次被判处其他徒刑。我们不妨来分析分析, 在被告人被一审法院宣告无罪的情形下, 被告人不会再上诉, 而人民检察院则可能以一审法院判决畸轻为由抗诉, 如此则二审法院不受上诉不加刑原则的限制, 有可能会判决被告人有罪并加重被告人的刑罚。在被告人被宣告免除刑罚的情况下, 被告人可能上诉, 但其上诉的目的应如同“证据不足不起诉”中被不起诉人一样, 即认为自己的行为不构成犯罪, 若同时人民检察院也提起了抗诉, 则二审人民法院也不受上诉不加刑原则的制约, 可能会改判被告人应负刑事责任, 从而处以相应刑罚。总之, 在以上两种情况下, 不管被告人上诉与否, 最终的二审判决都可能对被告人不利, 这是不公平的。在法国, 由重罪法庭宣告的无罪判决具有最终确定之性质。对经宣告无罪的人, 不得以相同事实为理由重新提出指控 (《刑事诉讼法典》第368条) , 即使最高法院依据检察院为法律之利益提出的上诉 (抗诉) , 撤销重罪法庭作出的判决, 亦同。当然, 在我国的民族文化背景以及几千年积淀而成的法治传统下, 我们历来将“以事实为依据, 以法律为准绳”奉为圭皋, 践行结果公正观, 这也正是我国没有实行“一事不再理”原则的原因。所以, 在目前的情况下, 要与类似法国的做法接轨是不现实的。然而, 我国在对被告人、犯罪嫌疑人人权的保障上的确已经和正在进行很多改革, 被告人、犯罪嫌疑人人权保护现状通过多部法律的修改有了较大改观, 我们正在逐步履行加入国际条约时的承诺。我们的这些努力是有目共睹的, 是我国法制进程中值得喝彩与欣喜之处, 也受到了国际社会的一致好评, 所以我们应该继续这种努力。笔者以为, 在不能一步到位的情况下, 可以通过对二审和再审程序的部分改良来实现对被宣告无罪与免除刑罚判决的被告人的人权保护。具体而言, 可以通过对人民检察院提起抗诉理由的限制来体现。笔者以为, 可以将检察院在一审被告人被宣告无罪与免除刑罚时提起抗诉的理由仅规定为一个, 即检察院有新的证据证明被告人的行为构成了犯罪或者对被告人应当判处刑罚, 而现行刑事诉讼法及有关司法解释规定了七种情形下检察院都可发动二审程序, 这很容易使被告人再次陷入诉讼, 缺乏对被告人的深切关怀。此外, 针对我国的审判监督程序, 有学者提出确立申诉不加刑原则, 笔者赞同这种观点, 因为我国既没有实行英美普通法国家严格贯彻的“免受双重危险原则”, 也不像大陆法国家那样有着较为完整的刑事再审制度以避免再审提起的任意性与随机性, 并辅之以“再审不加刑原则”的制约, 从而能从制度上较好地保障被告人、犯罪嫌疑人的人权。
四、其他两个问题
按照《刑事诉讼法》第209条的规定, 被告人被宣告无罪、免除刑罚后, 被告人如在押, 在宣判后应当立即释放, 若被告人因其他原因受到羁押, 是否也要立即释放呢?很显然不可以。因此, 为使条款的表述完整、周延, 在该条的表述上应加上“但如被告人系因其他原因受到羁押, 则不在此限”。
此外, 羁押在我国刑事诉讼中表现为两种强制措施, 即拘留和逮捕, 只是被告人可能受到的五种刑事强制措施中的一部分, 在一审法院作出判决之前, 被告人可能没有被羁押而是被采取了其他刑事强制措施, 如取保侯审或者监视居住等。按照《刑事诉讼法》第209条的规定, 一审法院作出的无罪、免除刑罚判决仅仅解除了逮捕 (在审判阶段通常已经从拘留变更为了逮捕) 这种刑事强制措施显然是不符合法律实践的, 因为虽然这从一个侧面反映出我国羁押率过高的现实, 但也不能涵盖全部的情形。从刑事强制措施的强度考察, 逮捕是最重的一种, 从理论上讲, 逮捕这种最重的刑事强制措施都解除了, 相对较轻的刑事强制措施如取保侯审或者监视居住自然也应立即解除。但我国是成文法国家, 司法实践完全以法律的明文规定为准, 因此要求立法必须完善和明确。所以, 为了有效避免司法实践中对立法精神把握不准, 以致出现侵犯被告人人权的情形, 笔者建议在《刑事诉讼法》第209条加上“对被告人因本案采取的其他刑事强制措施也一并解除, 并通知公安机关”。唯有如此, 刑事诉讼法的保障人权尤其是保障被告人、犯罪嫌疑人人权的目的才能实现, 才能更好地体现我国在构建和谐社会中提出的以人为本的理念。
参考文献
[1]谭世贵.刑事诉讼原理与改革[M].北京:法律出版社, 2002.
[2]马明亮, 陈永生.刑事诉讼法关键词[M].北京:法律出版社, 2007:2522.
[3]卡斯东.斯特法尼, 乔治.勒瓦索, 贝尔纳.布洛克.法国刑事诉讼法精义 (下) [M].罗结珍, 译.北京:中国政法大学出版社, 1999.
[4]谢望原, 卢建平, 等.中国刑事政策研究[M].北京:中国人民大学出版社, 2006.
判决系统 篇4
关键词：matlab,软判决,硬判决
1 引言
在现代通讯的发展史, 我们经历了从模拟通讯到数字通讯的巨变, 数字时代的到来可以说是意味着一个全新的世界的来临。高速信息传输和高可靠性传输成为信息传输的两个主要方面, 而可靠性尤其重要。由于信息量越来越大, 准确接收信息变得尤为重要。那么, 信号的编码和解码在现代通讯中扮演着不能缺失的角色。在众多编码方式中, 卷积码有着卓越的性能因而被广泛的应用在现实的通讯生活中。
本文通过Matlab设计两个判决维特比译码输出的完整电路, 并进行误码率分析。
卷积码的通讯过程模拟通过MATLAB软件来完成, 卷积码的编码解码方式有很多, 重点仿真Viterbi算法。Viterbi算法就是利用卷积码编码器的格图来计算路径度量, 选择从起始时刻到终止时刻的惟一幸存路径作为最大似然路径。沿着最大似然路径回溯到开始时刻, 所走过的路径对应的编码输出就是最大似然译码输出序列。它是一种最大似然译码方法, 当编码约束长度不大、或者误码率要求不是很高的情况下, Viterbi译码器设备比较简单, 计算速度快, 因而Viterbi译码器被广泛应用于各种领域。
本文由3个子系统组成:信源模块Source对随机二进制信号进行卷积码和二进制相位调制, 输出基带调制信号;信道模块是一个有噪声信道AWGN Channel (加性高斯白噪声信道) ;信宿模块Sink对调制信号进行软判决或者硬判决译码, 得到原始信息序列, 并且计算调制信号的误码率。如下图:
3 利用MATLAB的仿真
本文利用MATLAB的SIMULINK组件库下的各种模块搭建出整个信号传输过程, 如果卷积编码器的输入长度为k, 输出信号的长度为n, 则维特比译码器的输入好输出信号长度分别是n和k的整数倍, 然后通过两种判决解码进行仿真。通过仿真可以更清楚的认识到软判决译码的优越性, 并对仿真结果进行了分析。得出高斯白噪声信道的环境下, 卷积译码器的软判决过程, 并讨论误比特率和信噪比之间的关系。
两种译码方式的主要核心区别在于信宿模块的设计与处理, 以下两图分别为软判决和硬判决信宿模块的部分结构框图
信宿模块在接收到二进制相位调制信号后, 首先由BPSK Demodulator Baseband (二进制相位解调模块) 对信号进行量化, 得到硬判决量化信号, 然后通过Viterbi Decoder (维特比译码器) 对判决信号实施译码。译码输出信号和信源模块产生的原始信号输入到Error Rate Calculator (误比特率统计模块) 中, 统计得到的数据一方面通过Display (显示模块) 显示出来, 另一方面通过一个Selector (选择器) 把其中的第一个元素 (即编码信号的误比特率) 保存到工作区变量BitErrorRate中。
4 结论
利用两种判决方式得到的仿真图如下:
由此我们看出, 软判决译码的误码率性能明显优于硬判决译码。
参考文献
判决性实验的进路 篇5
爱因斯坦认为,“一方面是尽可能完备地理解全部感觉经验之间的关系,另一方面是通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到这个目的(在世界图像中尽可能地寻求逻辑的统一,即逻辑元素最少)。”[3]他的这番论述完整地揭示出了科学理论(或定律)诞生的两条基本进路,即事实归纳法与原理演绎法。与此相对应的判决性实验就存在着两种情形,即原理演绎出的理论相对应的判决性实验与由事实归纳出的理论相对应的判决性实验。除此之外,对于单一的科学事件或现象而言,相对应的是语义学上的单称命题,如远古时代人们仰望苍穹惊问“地球是圆的吗”之类的问题。这类问题亦存在着与其相对应的判决性实验。
一由原理演绎出的燃素说之判决性实验
几乎所有的物理学理论(定律)都是由一些可用来作为演绎出发点的原理来建构的,原理由最少的概念和基本的关系组成。此外,也有不少化学理论(定律)是通过原理演绎法建构的,如化学史中著名的燃素说,以笛卡儿、波义耳提出的火微粒假说为其原理演绎起点,其主要理论内容是:火是由大量的火微粒组成,火微粒是一种可燃的物质;同时,一切可燃物质都无一例外地包含一种可燃元素(简称燃素);所以,在火的本质中存在着一种称做燃素的物质。[4]但是,燃素说与当时诸多新的化学实验现象相矛盾,认为燃素说站不住脚的权威性论据即判决性实验,从表面上看是由拉瓦锡做出的精密定量化学实验——氧气实验:物质生锈或者燃烧后重量总会增加(若有机物燃烧,则必须考虑到产生了的气体如二氧化碳和水蒸气的重量)。既然重量增加,为什么可能放出燃素之类的物质呢?若按照物质重量守恒原理,此处的燃素重量应当为负值,燃素的负重量所引发的矛盾似乎是燃素说的致命弱点。
然而,燃素的负重量问题并没使燃素说的支持者们感到苦恼和失望,他们将燃素的负重量视为燃素说的理论特设,继而将燃素与电场力、磁力和重力等各式力来进行类比。他们认为在物质燃烧的过程中一定会产生燃素,不过燃素和电流、磁流一样,在当时的实验条件下,它不可能成为可感受到的实体;人既然不可能感受到燃素的存在,那么燃素存在的各项物理特征如体积、重量等将同样无法被人所感知,即谈及燃素的正负质量对燃素本身而言就毫无意义。因此,他们有效地反驳了拉瓦锡之判决性实验结果中得到的有力证据。特设性假说的实质是基于物理学世界与人的感官世界对于实体认识的根本性差异,这个“物理学世界和感官世界的鸿沟”[5]恰好为辩护的特设性假说提供了舞台,辩护者可以使用这样的挡箭牌:物理学世界的实体未必能被人的感官观察到,而人的感官世界却是完全通过物理学语言描述。辩驳者巧妙地将“燃素”概念归属于物理学世界的实体,即燃素是一种没有重量的物理学实体,所以人不能感受到它将是正常的事情了。
换一角度看,拉瓦锡氧气实验可以说是他明确接受波义耳关于化学元素理论——化学元素不能再分解成更简单组分的同质物质——的证据;理所当然地,他将用自己切身而为的实验来验证波义耳的化学元素理论,他的实验说明了氧是一种化学元素,为化学元素概念提供了一个极好的例证。所以,燃素说与化学元素理论并没有直接地发生冲突,甚至燃素说还借用了化学元素理论中的要点,而拉瓦锡实验本意是用来验证化学元素理论的,所以拉瓦锡实验从原则上来说不是针对燃素说的否定性判决性实验。燃素说是化学元素理论的一个分支,它是用来解释特殊的燃烧或者氧化还原化学反应的。拉瓦锡的氧气实验只是在借用化学元素理论的前提下才成功实施的,所以氧气实验没有去“判决”化学元素理论,也没有针对性地判决它的衍生理论燃素说。那么,氧气实验判决了什么呢?它只是告诉人们先前认识的“燃素”是一种现在被发现了的、可被人感知的化学实体——氧气,燃素亦有可能是其他的化学实体,这样所引发的最大问题就是“燃素”作为科学概念的指称不明确,拉瓦锡本人也是这样认为的[6]。
定律既然是全称命题,那么它就是可以修正的,即使所获得的确凿的实验现象与定律相矛盾,我们也可以积极地为原有定律辩护:在不改变原定律的前提下,修改它的理论局限性。例如,当拉瓦锡氧气实验的现象与燃素说相矛盾之际,通过修改燃素说的理论局限性而不动摇燃素说的基础就可以有效地化解这种矛盾。从原理演绎出的定律之判决性实验很好地体现了近现代科学哲学家对于判决性实验的基本立场和观点,实质上他们沿袭了迪昂关于判决性实验的论证。
二由事实归纳出的中心法则之判决性实验
生物学中的几乎所有重要理论都是通过众多的实验事实归纳而得到的。1970年,著名生物学家克里克(Francis Crick)发表在《自然》杂志的《分子生物学的中心法则》[7]生物学家特明(Howard Martin Temin)亦认为:“1960年在我系统地表达前病毒假说完成时,活体系统传递的一般规律已确定为我们称做‘分子生物学的中心法则’,即遗传信息从DNA传递到RNA,再到蛋白质。RNA病毒对这种法则是明显的一个例外。”[8]当时,特明及其他人的出色工作表明RNA肿瘤病毒可以使用病毒RNA为模板进行DNA合成,有人以为中心法则被翻转了,这些人暗示特明的工作是中心法则的判决性实验,正是这个判决性实验判决了甚至部分推翻了中心法则。
从判决性实验的原初含义上来看,迪昂认为判决性实验在物理学中是不可能有的,他认为“我们能够在‘判决性实验’中找到一种无可辩驳的程序,来把我们面前的两个假说中的一个变为已经证明了的真理吗?……难道物理学中两个假说总得陷入这种严格的两端论吗?我们总敢于断言说没有别的假设是可以想象的吗?”[9]250与此类似,分子生物学理论中亦难以存在判决性实验。以中心法则为例,中心法则是当时被普遍接受的唯一的关于信息在DNA、RNA和蛋白质之间转移的理论,不存在与其激烈竞争的理论。倘若研究者不相信中心法则的适用范围,他就必须发明一些不受限制的新理论,然而一项理论除非在解释普遍的新发现的事实时产生无法克服的矛盾,否则人们还是会沿用旧有的、尽管有部分瑕疵(即存在特例)的理论。当时科学家还没有发明能与中心法则相抗衡的其他具有类似内容的理论,可以说,人们认为特明发现RNA病毒而由此推翻了中心法则是无切实根据的。
图1.箭头表示信息在三种大分子中所有可能的简单转移方式。箭头表示精确的序列信息的直向流动。
图2.1958年克里克首次提出的中心法则的内容:实心箭头表示极大可能的转移;虚箭头表示可能的转移;缺失的箭头表明由中心法则假设的不可能的转移,不可能的转移正是从蛋白质开始的三个可能的箭头(和图1相比)。
图3.1970年克里克对中心法则的内容进行了重新的分类:实心箭头表示普遍的转移;虚箭头表示特殊的转移;缺失的箭头是被中心法则限定的、检测不到的转移(和图1、图2相比)。图2与图3的区别仅仅在于信息从RNA→RNA的流出从极大可能变为一般可能。
从中心法则的理论内容上来看,它主要涉及信息在DNA、RNA和蛋白质之间的转移方式,可以将信息转移大致划分为三组(参见图1、2、3)。在第一组中,有一些直接或间接的证据表明信息转移看上去是存在的。如图2中实箭头所示:Ⅰ(a)DNA→DNA,Ⅰ(b)DNA→RNA,Ⅰ(c)RNA→蛋白质,Ⅰ(d)RNA→RNA。
在第二组中的两个转移(如图2中虚箭头所示)既没有实验证据,也不具有理论上的价值,它们是:Ⅱ(a)RNA→DNA(特明的工作),Ⅱ(b)DNA→蛋白质。
第三组中包含了图2中漏画箭头(相比于图1)的三种转移,它们是:Ⅲ(a)蛋白质→蛋白质,Ⅲ(b)蛋白质→RNA,Ⅲ(c)蛋白质→DNA。
处于那个时代的分子生物学家普遍认为第一组中的转移几乎可以确定地存在,第二组中的转移极为罕见甚至可能不会出现。
由于立体化学的原因,第三组中的转移则极不可能出现。中心法则并没有预测第二组中的信息转移不可能发生,即没有断定信息从RNA→DNA不可能发生转移,而特明的工作恰恰揭示了信息从RNA→DNA的转移是存在的。实质上,中心法则暗含了信息从RNA→DNA是可能发生的,正如克里克所说,“如我所指出的,为什么从RNA→DNA的转移不应当时常地发生,是否有理论上的原因,和我的任何一个同事一样,我从没有暗示它不能发生”,甚至“这个陈述意外地表现了中心法则的理论预测能力”,不过在特明发现这种信息转移方式之前,这种转移没有获得任何经验事实的支撑。所以说,特明的新发现并不构成中心法则的“判决性实验”,著名生物学家莫诺(Jacques Monod)也是这么看的。[10]
退一步来说,即使中心法则被推翻,“中心法则在今日所起的作用其实与首次提出时一样重要”。彭加勒也说:“被抛弃的假设是毫无成效的吗?远非如此,可以说,它比真实的假设贡献更大。它不仅是决定性实验(Decisive experiment)的诱因,而且若不做这个假设,该实验即使碰巧做成功,也不会从中推导出什么东西。”[11] 125
由此可见,在由事实归纳法获得的科学理论中,第一,归纳法已经考察了众多的科学事件,这种理论具有极强的概括性;第二,归纳法仍然必须面对自身无法克服的弱点——难以穷尽所有的科学事件。所以,新发现的、单一的科学事件将很难推翻已有的科学理论,一般只是丰富理论的案例。事实归纳法得出的科学理论难以存在与其相对应的判决性实验。
以上讨论了科学理论相对应的判决性实验,与科学理论的全称命题形式形成鲜明对比的是单称命题,我们将考察这类命题的判决性实验。
三单称命题的判决性实验:富勒烯结构的确定
依据拉卡托斯的观点,判决性实验应当与竞争性的科学理论相对应,存在着竞争着的科学理论应当是判决性实验的前提。然而,若从彭加勒对判决性实验的论述来看,似乎可以发现他与拉卡托斯相异的观点,即他并不认为竞争的科学理论是判决性实验的前提条件,“尽管人们可能做了千百个实验,但是真正的大师——例如巴斯德(Louis Pasteur)——的工作的一个片段就足以使人们忘却那些实验。培根也许完全理解这一点;正是他发明了判决性实验(Experimentum crucis)这个词。”[11]118巴斯德的几个经典实验,譬如发现化合物的手性现象,这个偶然发现启发了“立体化学”的科学概念;另外,他实施精巧的实验证明了细菌可以在空气中传播。从语义学的角度来看,实验证明了“细菌可以在空气中传播”,这个命题原初的疑问为“细菌可以在空气中传播吗”,由于当时的实验条件无法鉴别细菌的诸多种类,所以这是一个典型的单称命题,即某种细菌可不可以在空气中传播。类似的问题如“地球是圆的吗”,直至亚里士多德观察月食现象(实施观察实验)才为这个单称命题提供有力的证据。
即使不存在竞争的科学理论(全称命题)的前提下,若能够对一个有意义的单称命题提供在当时情形下最直接、最有力的科学证据,这样的证据实质上就是对应于单称命题的判决性实验,富勒烯分子结构的最终确定[12]就是这类判决性实验的典型案例。
富勒烯是由60个碳原子构成的足球状的分子,它是活性碳、石墨的又一种同素异型体,它的发现者被授予了1996年诺贝尔化学奖。科学家起初通过质谱数据给出的富勒烯分子量为720,恰好是碳原子分子量的60倍,然而,单有一个质谱实验数据无法说服其他的科学家,因为同样分子量可能具有不同的分子结构。同时,囿于客观实验条件,直接证实富勒烯具有足球状结构的判决性实验无法操作,科学家开始只有通过各种间接证据来推断。
首先,面临的难题是怎样为富勒烯呈闭合的笼状结构提供实验依据,闭合的笼状结构是足球状结构的更一般形式。
其次,通过当代鉴定化学分子结构的常用实验手段,如紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振等表征手段来证实富勒烯的分子结构。
再次,既然观察富勒烯呈足球状的分子结构,若能“眼见为实”,通过电子显微镜直接观察将是最好的证据了,这将也是足球状富勒烯的判决性实验。然而,20世纪90年代的电子显微镜的清晰度(放大的倍率)受实验技术的制约难以达到可识别单个碳的程度。
最后,随着科学技术的进步,在当时的实验条件下,可供选择的唯一方案就是使用X-射线衍射技术。①获得富勒烯的粉末状结晶,即富勒烯可以形成细小的粉末晶体。②判决性实验乃需要不容辩驳地证明C60分子确实具有设想的足球状结构。若要做到这一点,科学家需要从富勒烯单晶中获取X-射线衍射图。X-射线衍射所形成的斑点图样将揭示碳原子的位置,从而可以推求碳-碳键的键长和键角,并不容置疑地证明C60确实具有足球的形状。然而,真正的问题是很难获得富勒烯单晶(有序的分子结构),科学家决定通过打破分子的球对称性,来解决晶态C60转动导致无序的难题。这样就得到了富勒烯衍生物的单晶。
简要言之,科学家首先考虑获得富勒烯分子结构的直接证据,即它的判决性实验,当判决性实验无法获得时,他们将注意力集中于其他的间接证据,如计算化学、常用的分子结构鉴定方法等。然而判决性实验能否为科学家顺利设计、实施都受限于客观的实验条件,譬如确定富勒烯分子结构的判决性实验是它的单晶X-射线衍射实验,而富勒烯分子为球体形状,难以构筑成有序的分子聚集体结构,即难以获得富勒烯单晶。所以,单称命题相对应的判决性实验确实存在,不过判决性实验能否有效地实施还必须取决于当时的实验条件。
结语
判决性实验随着与其相对应的科学理论的来源不同而相应地变化、展现出不同的进路,具体可划分为三条进路,即由原理演绎出的理论相对应的判决性实验、由事实归纳出的理论相对应的判决性实验以及单称命题的判决性实验。与这三类判决性实验相对应的著名科学案例分别为燃素说、中心法则以及富勒烯分子结构的确定,从科学理论的不同来源、结构形式以及表达内容等方面揭示出了判决性实验的若干典型特征:
其一,燃素说的判决性实验明确支持迪昂提出的“判决性实验在物理中是不可能有的”的观点,因为若存在的话,理论“总得陷入这种严格的两端论”。[9]250
其二,中心法则难以存在与其相对应的判决性实验,源于当时中心法则几乎不存在与其相竞争的类似的科学理论,这点实质上与拉卡托斯的竞争性科学研究纲领方法论不谋而合,拉卡托斯一直认为“只有经过两个竞争纲领长期的不平衡发展之后,为人所知了几十年的反常才能得到反驳这一尊称,而实验才能得到‘判决性实验’的尊称”。[13]
其三,富勒烯分子结构的确定经历了较长的过程,表明了科学中的单称命题确实存在与其相对应的判决性实验,这与科学理论对科学事件的概括性相一致,单一的科学事实(单称命题)一定对应于某一个确定的判决性实验,这乃是基于如下理由:首先,此观点符合彭加勒的论断,他认为判决性实验正是来源于“工作的一个片段”;其次,从单称命题与科学理论的关系上看,彭加勒中肯地说,“若不做这个假设(指先前被抛弃的假说),该实验即使碰巧做成功,也不会从中推导出什么东西。人们不会看到异常的东西;人们只不过多编了一个事实,而不能从中演绎出最小的结果。”[11]125单称命题也许对于科学理论并无多大促进作用,然而它解决了某一特定的、非此即彼的问题,进而引发了科学中新兴的研究领域,这无疑是现时代化学、生物学等经验学科研究的显著特征,即从重大的、单一的科学事件出发开拓科学研究的新领地,这样的科学事件的价值丝毫不逊色于某些科学理论,譬如著名华人物理学家吴健雄验证宇称不守恒的判决性实验——钴60原子核β衰变的实验正是如此。
从判决性实验对于理论的反馈而言,这些判决性实验对所对应的理论具有不同的判决效果,即有的能够判决,如富勒烯分子结构的确定;有的判决性实验一面判决与其对应的理论,后者则正当地辩护,如燃素说及其判决性实验之间的争论;还有的伪装出判决的样子,如中心法则的所谓“判决性实验”闹剧。或许,今日的科学家在谈及判决性实验时,切莫单独考虑其实验本身是否具有“可判决的”要素,而要时时刻刻联系判决性实验所对应的理论之特性。
摘要：判决性实验随着科学理论的不同来源而不同,可分为三条进路,即由原理演绎出的理论相对应的判决性实验、由事实归纳出的理论相对应的判决性实验以及单称命题的判决性实验。通过列举与这三类判决性实验相对应的著名科学案例——燃素说、中心法则以及富勒烯分子结构的确定,阐述了这三类判决性实验的特征。
关于情况判决制度的思考 篇6
1.1情况判决的概念。情况判决并非是一个法律上的概念, 而是学者们根据法条的表述总结出的一个学术上的概念。有的学者把它称之为“事情判决”有的学者称之为“情势判决”我国大陆和台湾地区通常把它称为情况判决。所谓情况判决是指人民法院审查, 确认被诉具体行政行为违法, 本应予以撤销, 但考虑到公共利益需要而不撤销, 责令行政机关作其他补救的判决形式。在我国的《中华人民共和国行政诉讼法》没有涉及到情况判决, 其规定在《关于执行<中华人民共和国行政诉讼法>若干问题的解释》 (以下称为《解释》) 第58条“被诉具体行政行为违法, 但撤销该具体行政行为将会给国家利益或公共利益造成重大损失的, 人们法院应当作出确认被诉具体行政行为违法的判决, 并责令被诉行政机关采取相应的补救措施;造成损害的, 依法判决承担赔偿责任。”1.2情况判决的适用条件。第一, 行政行为作出并已经执行。情况判决属于特殊的判决形式, 适用时应谨慎, 如果原违法具体行政行为并未作出且执行, 则无需情况判决。第二, 行政行为违法, 本应撤销。就法律要件来讲, 该项行政行为的违法性就一般法理而言应当撤销, 否则原告的合法权益就得不到维护。第三, 如果撤销该行为, 将不会国家利益和公共利益造成重大损失。这一要件表明, 法院如果判决撤销该行政行为, 就直接效果而言, 原告的合法权益得到了维护;但是却影响到国家利益或公共利益, 且不是一般的影响, 而是会给国家利益公共利益造成重大损失。
2 情况判决制度存在的几个问题。
2.1忽视对个人利益的保护。从《解释》第58条规定所显示的内容可以看出该条忽视了对个人利益的保护。也许在特定条件下, 当国家利益和个人利益发生冲突时, 国家利益应当优先得到保护。但在一般情况下, 法院应到通过利益衡量来确定优先保护国家利益还是个人利益。在个人利益可能遭受重大损失的时候, 也应当予以保护。因此, 应当将个人利益的重大损失作为法院适用情况判决的条件之一。2.2公共利益的涵义及范围不明确。一种存在危险性的东西, 其内容必须是明确具体的, 如果各项基本权利受到一种抽象模糊的公共利益限制的话, 自由就不存在了。虽然我国宪法中已经规定了有关公共利益的内容, 但是对于公共利益的内涵和外延至今还没有明确而具体的规定。从我国有关公共利益的法律规定来看, 极少有明确规定公共利益的概念和范围的法律, 同时, 我国对公民权利保护方面的制度并不十分完善健全, 在这种情况下设定情况判决而不对公共利益的内涵及界定没有明确的规定, 无疑是把公民的基本权利置于一种极不确定状态下, 也容易导致国家公权力以公共利益之名随意侵犯公民的合法权益。2.3“相应补救措施”规定过于抽象。根据《解释》第58条规定, 人民法院对于违法的行政行为确认违法后, 还要“责令被诉行政机关采取相应的补救措施, 造成损害的, 依法判决承担赔偿责任。”但是, 该规定过于抽象, 难以看出立法者的立法意图, 容易引起不同的理解。而且“相应”一词的底线是什么, 法律没有明确, 其是否包括法院可以责令行政机关“重新作出具体行政行为”?法院是否可以指定重作内容及期限?对于这些问题没有明确具体规定, 因此在司法实践当中难免出现问题。
3 情况判决制度的完善。
3.1增加情况判决中对个人利益的保护。如前所述, 《解释》第58条仅对国家利益和公共利益进行保护, 没有对个人利益予以应有的尊重。这反映了我国历史上比较极端的社会意识即社会主义国家过去流行的关于公共利益实现必须带动个人利益实现的假定。2004年我国将“国家尊重和保障人权”庄严的写入宪法, 并公开承认私有财产权, 保障每个公民可以基于宪法和法律的规定对抗国家机关随意限制和剥夺公民个人私有财产的非法行为, 改变了以往仅仅从宏观和整体利益角度来论证“以人为本”内涵的做法。根据宪法精神, 国家利益、公共利益不能成为否定个人利益的理由, 如果发生利益冲突, 三者利益应当在最大限度内获得兼顾和平衡。从利益权衡原则出发, 不论撤销行政机关的违法具体行政行为是给国家利益和公共利益造成重大损失, 还是给公民、法人和其他组织造成重大损失, 只要撤销该行为所造成的损失大大超过由该行为本身所造成的损失或补救该行为所应支付的代价, 就可采取这种处理方式。这也体现了国家对私权的真切关怀, 而这恰恰是我国传统和现代行政和司法实践所漠视的, 它符合现代民主政治对公权力运作的要求。3.2严格界定公共利益。什么叫公共利益?公共利益的范围有多大?对此, 我国法律无明确规定。原因主要是公共利益的“利益内容”的不确定性和“利益主体”的不确定性所决定的。正因为如此, 在现实生活中, 公共利益被无限延伸和异化, 少数政府机关高举公共利益的大旗非法干预私权利, 侵犯相对人的权益。公共利益作为一个高度抽象、易生歧义和弊端的概念, 如果不严格限定, 极易出现滥用现象。在权衡公共利益时我认为应考虑以下因素:3.2.1利益衡量目标。利益最大化是利益衡量的首要目标。因为法律的终极目标是保障人权, 依法最大限度的保护公民合法权益应当是法治的目标, 而利益衡量乃是法律秩序范围内法律的平衡与调节。“利益衡量的最终结果应尽可能最大限度的满足各种相关利益要求, 在冲突的利益主张给出的妥协方案中, 应在确保优位利益的同时把让位利益的牺牲程度降到最小限度。也就是说, 法律应该促进相关利益的最大化整合, 或者保证在对某些重要利益的维护与其他利益的最小牺牲之间寻求并接近最佳的平衡点。只有这样, 才能获得一个比较合理、具有说服力的、可以接受的利益衡量决策, 即便在如何接近这种利益整合状态的细微问题上仍然可能存在一个不同意见。”3.2.2利益权衡的主体——法官。利益权衡主要是对司法而言, 所以法官是利益权衡的主体。“利益权衡方法是将法官上升为社会公共利益和个人利益的冲突的协调者和仲裁者。法官通过利益衡量判断何者利益更为重要, 最大可能的增进社会的整体利益。”因此, 利益衡量本质上法官判案过程中的一种思考方式。法官作出判决时在内容和形式上应当充分考虑判决合理化和妥当性。在衡量内容上一方面排除一些不应当考虑的因素, 另一方面, 利益衡量的结论必须建立在正当性的基础上, 在法律没有明文规定的情况下, 根据公平正义的法理并参考当时社会的一般价值理念作出判决。3.3相应补救措施的完善。于对于补救措施学术界和司法界的都存在不同的理解, 因此, 笔者认为应对“补救措施”进行立法明确规定。其主要有以下内容:3.3.1补救措施不限于程序上的补救。在德国违法事项的补正通常是程序上的补正。而从我国违法行政行为的撤销要件上看不局限与程序违法。对于其他违法事项如果能通过采取实体补救措施消除的, 也应责令行政机关采取该实体措施。3.3.2法院在判决中可以明确行政机关应采取的具体补救措施及期限, 甚至可以责令重新作出具体行政行为及相关内容。这样做有助于提高诉讼效益。降低诉讼成本, 提高诉讼效率是诉讼追求的效益目标。由于行政诉讼中司法审查权的局限性, 司法审查往往不能将违法的具体行政行为一次性地从根本上就在到位, 使行政诉讼陷于“处理——撤销———再处理———再撤销”的怪圈之中。诉讼中的当事人的“疲于奔命”与行政机关的“不亦乐乎”的反复处理, 在造成资源浪费的同时, 加深了行政相对人对行政机关和法院的不满情绪, 不利于和谐社会的构建。正确的让行政机关作出具体行政行为, 可以使诉讼当事人跳出这个怪圈, 及早解决纠纷, 实现诉讼的效益目标。
摘要：情况判决是行政诉讼判决中一种特殊的判决方式。我国现行行政诉讼司法解释中确立了情况判决制度, 但目前还存在一定的问题, 因此需要进一步的完善。
关键词：行政诉讼,情况判决,完善
参考文献
[1]杨建顺.日本行政法通论[M].北京:中国法制出版社, 1998:754.[1]杨建顺.日本行政法通论[M].北京:中国法制出版社, 1998:754.
[2]甘文.中华人民共和国行政诉讼法司法解释之评论——理由、观点与问题[M].北京:中国法制出版社, 2000:165-166.[2]甘文.中华人民共和国行政诉讼法司法解释之评论——理由、观点与问题[M].北京:中国法制出版社, 2000:165-166.
[3]章剑生.论利益衡量方法在行政诉讼确认违法判决中的适用[J].法学, 2005 (6) :48-57.[3]章剑生.论利益衡量方法在行政诉讼确认违法判决中的适用[J].法学, 2005 (6) :48-57.
[4]余凤, 李晓萍.行政确认违法判决中相对人利益保护问题研究-以《若干解释》58条为研究基点[J].民主与法制, 2006 (10) :35.[4]余凤, 李晓萍.行政确认违法判决中相对人利益保护问题研究-以《若干解释》58条为研究基点[J].民主与法制, 2006 (10) :35.
[5]沈岿.平衡论:一种行政法认识模式[M].北京:北京大学出版社, 1999:230.[5]沈岿.平衡论:一种行政法认识模式[M].北京:北京大学出版社, 1999:230.
[6]张树义.需求行政诉讼制度发展的良性循环[M].北京:中国政法大学出版社, 2000:263-264.[6]张树义.需求行政诉讼制度发展的良性循环[M].北京:中国政法大学出版社, 2000:263-264.
[7]沈岿.平衡论:一种行政法认识模式[M].北京:北京大学出版社, 1999:258.[7]沈岿.平衡论:一种行政法认识模式[M].北京:北京大学出版社, 1999:258.
异构网络垂直切换判决策略研究 篇7
下一代网络将融合多种异构网络, 为用户提供语音、多媒体和数据等丰富业务。在这种环境下, 对多模终端用户来说, 综合考虑业务要求、网络资源的有效利用等各种因素, 自动地选择、切换到一个更适合的网络成为异构网络环境中关键问题之一。
切换判决作为切换问题中最为关键的环节, 决定了切换的成功与否以及切换性能的优劣, 准确而高效的切换判决是保证服务质量的基础, 也是实现无缝切换的重要前提。网络和终端的异构性和判决因素的多样性又使得垂直切换判决算法的设计与实现变得尤为复杂, 可以说垂直切换判决是未来异构网络环境中切换管理所面临的最大挑战之一。
本文主要研究和讨论垂直切换判决有关问题, 包括判决因素、判决策略以及判决策略的性能。
1 垂直切换
在同构环境中, 水平切换通常与终端移动引起的物理位置变化有关, 当服务基站的信号强度低于一定门限值时, 才需要进行切换。在异构环境中, 在出现下列情形时, 需要进行垂直切换:①当用户移出当前服务网络, 并将立即进入另一覆盖网络时;②当用户已连接到一个特定网络, 但为了未来服务的需要选择将要切换的覆盖网络;③当需要在不同系统间分配整个网络负载以优化各网络的性能时, 也需要进行垂直切换。
通常垂直切换过程主要有三个阶段:①系统发现阶段:节点搜索和发现当前可用的无线网络;②切换判决阶段:决定移动节点在最恰当的时间切换至最恰当的网络;③切换执行阶段:将正在进行通信的会话从切换前的网络接入点切换至新的目标网络接入点。
在垂直切换过程中, 切换判决算法是保证切换及其性能的关键因素, 错误的切换判决会降低通信效率和服务质量, 甚至导致通信连接中断, 因此, 垂直切换的判决算法是保证用户QoS的前提。
与水平切换基于RSS阈值的切换判决不同, 垂直切换中, 需要根据当前可用网络的不同状况和特性、当前所运行应用的不同特点和需求、以及用户偏好和终端特性, 进行综合判决, 属于多维判决问题。表1对垂直切换判决中可能需要考虑的各种因素进行了总结。
由表1所列出的判决因素可以看出, 许多因素 (如用户属性、偏好等) 不能直接比较, 并且有些参数会随时间动态地变化 (如信号强度、流量负载等) , 在这种环境下的切换判决变得更加复杂。
2 垂直切换判决策略
目前, 很多学者从不同的角度设计了垂直切换的判决算法, 主要包括:基于RSS、基于判决函数、多属性判决、基于模糊逻辑和神经网络、上下文感知等策略。
2.1 基于接收信号强度策略 (RSS)
在异构无线网络中, 虽然各种网络的无线接入技术不同, 但是这些网络都使用以恒定发射功率发射的分离信号 (信标、BCCH或参考信道) 来进行RSS测量, 以用于切换判决。因此, 垂直切换算法中将RSS作为判决指标是可行的。
但由于物理层所使用技术的不同, 来自不同网络的RSS会有很大差异并且不容易比较。文献[7]则提出了相对接收信号强度的概念 (如式1) , 来比较不同网络的接收信号强度。
是来自网络Ni的当前接收信号强度, 是网络Ni的接收机门限, 是网络的最大接收信号强度。文献[8]则基于迟滞电平机制, 提出了多项式回归预测的RSS切换方法。
许多切换判决算法为了避免乒乓效应, 引入了一些额外的参数, 如迟滞电平 (hysteresis) 、驻留定时器 (dwelling timer) 和求平均的窗口等。这些参数虽然可以避免乒乓效应, 却增加了切换延迟, 降低了切换效率。
基于RSS策略一方面在RSS预测和网络间RSS的比较问题上存在困难, 另一方面在异构环境下, 仅RSS是不足以用来实现切换判决, 还需要考虑其他参数 (见表1) 。
2.2 基于判决函数策略 (DF)
垂直切换判决函数是对切换到特定网络所获得收益的一种测量。Helen J.Wang等人在文献[10]中率先提出了一个策略驱动 (policy-enabled) 的网络选择算法, 通过引入代价函数 (如式2) 来选择目标网络。
式中, CFm终端接入到网络m所要付出的总代价, Bm、Pm和Cm分别表示为使用网络可获得m的带宽、消耗的功率和所需资费, 权重因子wb、wp和wc满足条件wb+wp+wc=1。
根据定义, 网络m的可用带宽越多、功耗和资费水平越低, 用户在网络m中所需付出的代价越小, 说明这个代价函数是合理的。因而, 用户就可以选择代价最小的网络作为接入目标。
很多研究在切换判决过程中使用了类似的判决函数。使用满意度函数来选择最好的网络, 如下所示:
其中, Sib、Sic和Sis分别表示网络i中带宽、成本和安全性的满意函数, Vib、Vic和Vis分别表示网络中这三个参数在判决时刻的瞬时测量值, Eb、Ec和Es则为三个参数的期望值。该方法不仅大幅度减少了切换频率, 而且可以使用户通过预先定义参数的方式影响判决。
在分布式垂直切换判决 (Distributed Vertical Handoff Decision, DVHD) 机制中同样设计了网络选择函数 (包括带宽和价格两个参数) , 由候选网络使用多属性判决算法 (SAW) 计算出该网络的网络质量值, 并发给移动终端。移动终端从而选择具有最高网络质量值的网络为目标访问网络。
基于判决函数的策略原理简单、实现容易, 并且能综合考察系统特性、用户需求和终端状态等条件, 而且可以根据需要动态地调整判决函数中的权重因子, 甚至可以对判决函数的定义进行修改, 所以能够很好地适应异构无线网络中复杂多变的系统环境, 同时满足用户多样化、个性化的业务需求。
2.3 多属性判决策略 (MAD)
多属性判决 (MADM) 解决的是从一组具有相同属性的备选方案中做出选择的问题。最普遍的经典多属性判决方法是:
(1) SAW (简单加权和) :采用各种属性的线性组合, 为每种属性分配相应的权值, 选择加权和最高的网络为目标网络。
(2) TOPSIS (接近理想方案的序数偏好方法) :所选的候选网络与理想方案最接近, 而与最坏情况的方案相差最远。
(3) GRA (灰色关联分析) :将备选网络分为不同等级, 选择具有最高等级的网络为目标网络。
(4) AHP (层次分析法) :利用判决矩阵计算各方案相对于每个准则的相对权重, 并根据每个准则相对于总目标的相对权重, 得到各方案相对于总目标的权重, 选出最优方案。
判决机制采用了AHP方法和GRA方法。方法中, “收集数据”模块用来收集用户偏好和网络条件;“处理数据”模块使用AHP方法处理用户相关的数据, 使用GRA方法归一化网络相关的数据;“判决模块”最后在用户偏好、应用服务和网络条件间进行折中处理。结果表明, 该机制在UMTS/WLAN系统中可以有效地工作, 并能大大减小操作的复杂性。
分析比较了SAW, TOPSIS和GRA用于垂直切换判决时的性能, 主要考虑了通信类型和带宽、包延迟、抖动和误比特率等网络参数。结果表明SAW和TOPSIS为仿真所用的通信类型提供了相似的特性;GRA在交互和背景通信中提供了略高的带宽以及略低的时延。AHP则用来为三种模型确定权重, 从而可以获得每个属性相对重要性的信息。
多属性切换判决综合考虑了多个标准, 尤其是AHP法, 由于其简洁、实用等优点, 常被不同策略用来确定目标网络, 但这些方法不能处理表示某些不确定属性 (如逗留时间可表示为[短、长、很长]) 和用户偏好 (如用户对服务的评价[好, 中, 差]) 等信息。
2.4 基于模糊逻辑和神经网络策略 (FL/NN)
模糊逻辑 (FL) 和神经网络 (NN) 的概念适用于选择切换时间及在不同可用接入网络中选择目标网络的问题。
采用基于模糊逻辑的多属性判决 (MADM) 方法来解决判决问题。模糊逻辑用来表示网络的一些属性和表示用户偏好的不确切信息。模糊MADM由两部分组成, ①使用模糊逻辑推理系统处理多个属性;②采用一种模糊MADM接入网络选择函数来选择确定合适的网络。模糊逻辑的使用不仅能够处理不精确的信息, 而且还能同时合并和评价多个标准, 因此, 模糊逻辑的概念提供了较为健壮的数学模型。
提出了基于神经网络的垂直切换算法, 可检测RSS的下降并做出切换判决。该方法使用3层反向传播神经网络, 来自接入点的RSS采样为系统的输入, 输出为二进制信号:0表示移动终端应继续与当前接入点通信;1表示移动终端应执行切换, 与基站通信。考虑到切换时延和不必要切换的次数等因素, 作者认为神经网络结构要比传统的切换判决算法 (基于RSS或者基于滞后量) 具有更好的性能。但这种结构要求事先知道无线环境, 并且在使用前需要很多的配置。
自适应多属性判决算法, 将网络带宽、节点的移动速度和由神经网络预测得出的用户数量作为模糊控制器的输入, 根据预先定义的模糊推理判断是否进行垂直切换。同时, 使用接收信号强度 (RSS) 的测量值来辅助判决过程的触发。
基于FL/NN策略运用人工智能的方法, 可以对多种因素 (尤其动态因素) 进行动态地控制, 并做出自适应的判决, 可以有效提高垂直切换判决的准确性, 但该策略最重要的缺点是, 策略实现较为复杂, 在能量和存储空间均有限的移动设备上是不合适的。
2.5 上下文感知策略 (CA)
上下文感知切换概念是基于对移动终端和网络的背景信息的掌握, 以便采取更智能、更好的判决。
上下文信息的详细分类和切换判决算法的框架。它包括两个主要组成部分:背景资料库和适应性管理。背景资料库收集、管理和评估来自网络不同部分的背景信息;适应性管理决定基于背景变化和切换执行的自适应调整, 它负责垂直切换判决过程。它以规则为基础, 通过评估终端的位置变化和当前网络和备选网络的Qo S分别来决定何时触发切换操作以及切换到哪一网络。
Ahmed等人设计并分析了基于上下文感知的智能切换判决算法 (见图1) 。它包含了两个阶段的预配置和三个阶段的实时计算。用户根据主要目标, 确定现有接口和三类服务 (实时, 交互式和流媒体) 之间的相对优先次序, 用从1 (优先级最高) 到9 (优先级最低) 表示, 并将这些离散值映射为有限值 (较大值和较小值) , 作为应用配置文件被储存。最后, 基于该配置文件, 终端比较备选网络在成本、服务质量方面的性能, 通过AHP方法, 计算网络排名, 最后确定目标网络。
从该算法可以看出, 用户偏好是解决切换判决复杂性较好的方法。它既保证了用户在切换判决中的参与程度, 又能通过配置文件的形式简化判决中的用户操作。条件感知和应用感知的接入网络选择算法, 就是基于用户首选项的策略, 并结合接入到目标网络的成本、耗电量等信息对目标网络的效用进行评, 从而做出简单和有效的判决。
上下文感知策略可综合终端 (容量和位置等) 、用户 (偏好) 、网络 (Qo S和覆盖等) 以及服务 (Qo S) 要求等背景信息, 做出更智能、更高效的判决, 但是背景信息的收集与共享将是实现该策略的主要难题 (如不同运营商之间网络信息的共享问题) , 而且要涉及到中间件的设计。
2.6 垂直切换判决算法的研究及展望
由于许多角色 (用户、应用、运营商等) 参与切换判决的过程中。每一个角色都根据其需要来试图影响判决, 因此很难对垂直切换判决策略进行评价。现有文献都是根据不同应用 (如FTP、CBR和视频) 和不同角度 (用户、网络和系统等) 来评价算法的性能。但针对不同情况, 判决算法在性能方面表现各不相同。因此, 本文仅从切换判决算法本身考察, 对其考虑的因素、有效性、灵活性等方面进行分析和比较, 如表2所示。
在灵活性和有效性方面, 基于判决函数的方法更加灵活, 但对实时应用效率较低。多属性判决通过重组所有判决因子给出较好、较准确的切换判决, 并且可结合模糊逻辑, 很好地满足垂直切换判决问题。上下文策略则会在异构环境中保证更高的灵活性、更高的有效性。基于FL/NN策略运用人工智能的方法, 可以对多种因素 (尤其动态因素) 进行动态地控制, 并做出自适应的判决。尤其FL是判决策略中解决不确定性的方法。
在算法实施的难度方面, 基于FL/NN策略由于算法的复杂性高, 在移动设备上要开销更多的计算资源和能量。上下文感知策略与FL或者NN策略相比, 采用传统的、仅使用简单计算的MADM方法, 但上下文信息的共享使实现该策略的难点。
在多因素的考虑方面, 几乎所有的策略都考虑了多个因素。
用户偏好的考虑方面, 目前, 也是研究人员非常关注的问题。上下文感知策略很好地将用户相关问题综合到切换判决中;判决函数也常用于用户满意度及成本的计算。模糊逻辑方法也能处理用户偏好等信息。
根据表2中各种策略的比较, 背景感知策略, 满足多数给定的特征。其次是多属性判决和模糊逻辑策略, 多属性判决几乎是垂直切换判决不可缺少的内容, FL是处理具有不确定属性的必需的方法。
但是, 这些方法还不能高效、可行地应用于异构环境中, 在判决算法的设计中还要解决以下问题:
(1) 节点的位置和速度是对其移动行为的重要描述, 在实际环境中, 节点位置和速度必须依赖于移动节点的空间坐标定, 坐标的确定不仅受周围环境的影响, 而且在精度、能量消耗方面都存在较大的问题, 目前较少有考虑速度和位置的切换判决算法;
(2) 大部分算法主要是满足用户的个人需求, 例如带宽、接入费用等。没有考虑到系统的性能, 以及切换时及切换后异构资源的调整和分配;
(3) 判决算法对终端能量的消耗问题, 切换判决算法必须以节能的方式评估可用接入网络, 这对电池有限的终端设备来说意义很大。
(4) MIH功能可通过提供切换相关的信息帮助切换判决函数发现和选择目标网络, 以及过向目标网络查询和请求预留资源来协助目标网络做切换准备。因此, MIH功能在切换判决算法的设计与实现以及切换性能的优化等问题上都将会起到重要作用。
3 结论
本文研究讨论了垂直切换过程, 对现有的不同垂直切换判决策略分类, 并对垂直切切换算法进行了分析和比较。虽然这些策略实现了对垂直切换的判决, 并且在灵活性、有效性等方面有一定的优势, 但是针对判决算法中对移动节点速度和位置的考虑、网络资源的有效利用以及算法效率等问题还有待进一步研究。
参考文献
[1]陈山枝, 时岩, 胡博.移动性管理理论与技术[M].北京:电子工业出版社. 2007.
[2]T. B. Zahariadis, Migration toward 4G wireless communications[J].IEEE Wireless Communica- tions Magazine.Jun.2004.
[3]贺昕, 李斌.异构无线网络切换技术[M].北京邮电大学出版社.2008.
[4]N.Nasser, A.Hasswa, H.Hassanein, Handoffs in fourth genera-tion heterogeneous networks[J] IEEE Communications Magazine.Oct.2006.
[5]E.Stevens-Navarro, V.Wong.Comparison between vertical handoff decision algorithms for Heterogeneous wireless networks[C].IEEE Vehicular Technology Conference.Melbourne.Vic.May.7-10.2006.
[6]C.W. Lee, L.M. Chen, M.C. Chen, and Y.S. Sun, A Framework of Handoffs in Wireless Overlay Networks Based on Mobile IPv6[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications.Nov.2005.
[7]SuKyoung Lee, Sriram, K., Kyungsoo Kim, Yoon Hyuk Kim.Golmie.N.Vertical Handoff Decision Algorithms for Providing Optimized Performance in Heterogeneous Wireless Networks[J].IEEE Trans.on Vehicular Technology.2009.
[8]Wei Shen, Qing-An Zeng, Cost-Function-Based Network Selec-tion Strategy in Integrated Wireless and Mobile Networks [J].IEEE Trans. on Vehicular Technology.2009.
[9]Min Liu, Zhongcheng Li, Xiaobing Guo, Eryk Dutkiewicz, Per-formance Analysis and Optimization of Handoff Algorithms in Heterogeneous Wireless Networks [J].IEEE Trans. on Mobile Computing.2008.