Design and Analysis of an Acknowledgment-Aware Asynchronous MPR MAC Protocol for Distributed WLANs

Multi-packet reception (MPR) promises significant throughput gains in wireless local area networks (WLANs) by allowing nodes to transmit even in the presence of ongoing transmissions in the medium. However, the medium access control (MAC) layer must now be redesigned to facilitate rather than discourage - these overlapping transmissions. We investigate asynchronous MPR MAC protocols, which successfully accomplish this by controlling the node behavior based on the number of ongoing transmissions in the channel. The protocols use the backoff timer mechanism of the distributed coordination function, which makes them practically appealing. We first highlight a unique problem of acknowledgment delays, which arises in asynchronous MPR, and investigate a solution that modifies the medium access rules to reduce these delays and increase system throughput in the single receiver scenario. We develop a general renewal-theoretic fixed-point analysis that leads to expressions for the saturation throughput, packet dropping probability, and average head-of-line packet delay. We also model and analyze the practical scenario in which nodes may incorrectly estimate the number of ongoing transmissions.

Mammalian neuronal sodium channel Blocker mu-conotoxin BuIIIB has a structured N-terminus that influences potency

Among the mu-conotoxins that block vertebrate voltage-gated sodium channels (VGSCs), some have been shown to be potent analgesics following systemic administration in mice. We have determined the solution structure of a new representative of this family, mu-BuIIIB, and established its disulfide connectivities by direct mass spectrometric collision induced dissociation fragmentation of the peptide with disulfides intact The major oxidative folding product adopts a 1-4/2-5/3-6 pattern with the following disulfide bridges: Cys5-Cys17, Cys6-Cys23, and Cys13-Cys24. The solution structure reveals that the unique N-terminal extension in mu-BuIIIB, which is also present in mu-BuIIIA and mu-BuIIIC but absent in other mu-conotoxins, forms part of a short a-helix encompassing Glu3 to Asn8. This helix is packed against the rest of the toxin and stabilized by the Cys5-Cys17 and Cys6-Cys23 disulfide bonds. As such, the side chain of Val1 is located close to the aromatic rings of Trp16 and His20, which are located on the canonical helix that displays several residues found to be essential for VGSC blockade in related mu-conotoxins. Mutations of residues 2 and 3 in the N-terminal extension enhanced the potency of mu-BuIIIB for Na(v)1.3. One analogue, D-Ala2]BuIIIB, showed a 40-fold increase, making it the most potent peptide blocker of this channel characterized to date and thus a useful new tool with which to characterize this channel. On the basis of previous results for related mu-conotoxins, the dramatic effects of mutations at the N-terminus were unanticipated and suggest that further gains in potency might be achieved by additional modifications of this region.

Generating Efficient Data Movement Code for Heterogeneous Architectures with Distributed-Memory

Programming for parallel architectures that do not have a shared address space is extremely difficult due to the need for explicit communication between memories of different compute devices. A heterogeneous system with CPUs and multiple GPUs, or a distributed-memory cluster are examples of such systems. Past works that try to automate data movement for distributed-memory architectures can lead to excessive redundant communication. In this paper, we propose an automatic data movement scheme that minimizes the volume of communication between compute devices in heterogeneous and distributed-memory systems. We show that by partitioning data dependences in a particular non-trivial way, one can generate data movement code that results in the minimum volume for a vast majority of cases. The techniques are applicable to any sequence of affine loop nests and works on top of any choice of loop transformations, parallelization, and computation placement. The data movement code generated minimizes the volume of communication for a particular configuration of these. We use a combination of powerful static analyses relying on the polyhedral compiler framework and lightweight runtime routines they generate, to build a source-to-source transformation tool that automatically generates communication code. We demonstrate that the tool is scalable and leads to substantial gains in efficiency. On a heterogeneous system, the communication volume is reduced by a factor of 11X to 83X over state-of-the-art, translating into a mean execution time speedup of 1.53X. On a distributed-memory cluster, our scheme reduces the communication volume by a factor of 1.4X to 63.5X over state-of-the-art, resulting in a mean speedup of 1.55X. In addition, our scheme yields a mean speedup of 2.19X over hand-optimized UPC codes.

Characterizing the Impact of Feedback Delays on Wideband Rate Adaptation

In contemporary orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, such as Long Term Evolution (LTE), LTE-Advanced, and WiMAX, a codeword is transmitted over a group of subcarriers. Since different subcarriers see different channel gains in frequency-selective channels, the modulation and coding scheme (MCS) of the codeword must be selected based on the vector of signal-to-noise-ratios (SNRs) of these subcarriers. Exponential effective SNR mapping (EESM) maps the vector of SNRs into an equivalent flat-fading SNR, and is widely used to simplify this problem. We develop a new analytical framework to characterize the throughput of EESM-based rate adaptation in such wideband channels in the presence of feedback delays. We derive a novel accurate approximation for the throughput as a function of feedback delay. We also propose a novel bivariate gamma distribution to model the time evolution of EESM between the times of estimation and data transmission, which facilitates the analysis. These are then generalized to a multi-cell, multi-user scenario with various frequency-domain schedulers. Unlike prior work, most of which is simulation-based, our framework encompasses both correlated and independent subcarriers and various multiple antenna diversity modes; it is accurate over a wide range of delays.

Demand for Cultural Heritage

Prepared for the Handbook of the Economics of Cultural Heritage. Forthcoming in Edgard Elgar Publisher. Anna Mignosa and Ilde Rizzo (editors)

STREAM Country Strategy Paper: Vietnam

Vietnam is a coastal country in Southeast Asia with a population of over 80 million. Although Vietnam has long been listed among the poorest countries of the world, it has recently made large strides in reducing poverty and improving food security. However, the dramatic gains in poverty reduction in Vietnam still remain quite fragile. There is growing evidence to indicate that dependence on aquatic resources is correlated to poverty, and that aquatic resources constitute an important component of wider livelihoods strategies (largely from the Mekong Delta, Central Coast and the Northern Mountains). (PDF contains 19 pages)

Growth and characterization of novel, III-V semiconductor heterostructures

The material presented in this thesis concerns the growth and characterization of III-V semiconductor heterostructures. Studies of the interactions between bound states in coupled quantum wells and between well and barrier bound states in AlAs/GaAs heterostructures are presented. We also demonstrate the broad array of novel tunnel structures realizable in the InAs/GaSb/AlSb material system. Because of the unique broken-gap band alignment of InAs/GaSb these structures involve transport between the conduction- and valence-bands of adjacent layers. These devices possess a wide range of electrical properties and are fundamentally different from conventional AlAs/GaAs tunnel devices. We report on the fabrication of a novel tunnel transistor with the largest reported room temperature current gains. We also present time-resolved studies of the growth fronts of InAs/GainSb strained layer superlattices and investigations of surface anion exchange reactions.

Chapter 2 covers tunneling studies of conventional AlAs/GaAs RTD's. The results of two studies are presented: (i) A test of coherent vs. sequential tunneling in triple barrier heterostructures, (ii) An optical measurement of the effect of barrier X-point states on Γ-point well states. In the first it was found if two quantum wells are separated by a sufficiently thin barrier, then the eigenstates of the system extend coherently across both wells and the central barriers. For thicker barriers between the wells, the electrons become localized in the individual wells and transport is best described by the electrons hopping between the wells. In the second, it was found that Γ-point well states and X-point barrier states interact strongly. The barrier X-point states modify the energies of the well states and increase the escape rate for carriers in the quantum well.

The results of several experimental studies of a novel class of tunnel devices realized in the InAs/GaSb/AlSb material system are presented in Chapter 3. These interband tunnel structures involve transport between conduction- and valence-band states in adjacent material layers. These devices are compared and contrasted with the conventional AlAs/GaAs structures discussed in Chapter 2 and experimental results are presented for both resonant and nonresonant devices. These results are compared with theoretical simulations and necessary extensions to the theoretical models are discussed.

In chapter 4 experimental results from a novel tunnel transistor are reported. The measured current gains in this transistor exceed 100 at room temperature. This is the highest reported gain at room temperature for any tunnel transistor. The device is analyzed and the current conduction and gain mechanisms are discussed.

Chapters 5 and 6 are studies of the growth of structures involving layers with different anions. Chapter 5 covers the growth of InAs/GainSb superlattices for far infrared detectors and time resolved, in-situ studies of their growth fronts. It was found that the bandgap of superlattices with identical layer thicknesses and compositions varied by as much as 40 meV depending on how their internal interfaces are formed. The absorption lengths in superlattices with identical bandgaps but whose interfaces were formed in different ways varied by as much as a factor of two. First the superlattice is discussed including an explanation of the device and the complications involved in its growth. The experimental technique of reflection high energy electron diffraction (RHEED) is reviewed, and the results of RHEED studies of the growth of these complicated structures are presented. The development of a time resolved, in-situ characterization of the internal interfaces of these superlattices is described. Chapter 6 describes the result of a detailed study of some of the phenomena described in chapter 5. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) studies of anion exchange reactions on the growth fronts of these superlattices are reported. Concurrent RHEED studies of the same physical systems studied with XPS are presented. Using the RHEED and XPS results, a real-time, indirect measurement of surface exchange reactions was developed.

O corpo na clínica psicanalítica: inibição, sintoma e angústia

Investiga-se, nesta tese, o corpo, a partir da trilogia freudiana: inibição, sintoma e angústia. De forma particular, interessam à pesquisa o corpo ideal, propagado pela cultura, e seus efeitos. Para tanto, desenvolvemos os elementos teóricos de Freud e Lacan, a partir dos quais se dividiu a tese em três partes. Na primeira parte, considerou-se o conceito de inibição ao lado do da imagem, privilegiando-se o corpo, seu caráter de imagem e a anorexia. O estudo se baseou na teoria freudiana do narcisismo, incluindo-se seus derivados, as noções de Eu ideal, Ideal do Eu e o Estádio do Espelho lacaniano. Na intenção de ilustrar a busca imperativa por um corpo ideal, apresentou-se um caso clínico. Demarquei a segunda parte desta tese elucidando o sintoma no corpo. Para verificar sua incidência, revisitou-se a História, desde Hipócrates até o início da psicanálise, quando a histeria aparece na clínica; ressaltando-se alguns casos clínicos da clínica freudiana. Verifiquei que o corpo tem ressonância com alguns conceitos essenciais da psicanálise, tal como a pulsão e o inconsciente, além de ilustrarem sua relação com o narcisismo, o sintoma e a angústia. Na terceira parte, privilegiei o estudo da angústia relacionada ao corpo em Freud e Lacan, e o referencial usado para essa etapa foi a clínica da fobia. Procurou-se, ainda, exemplificar as diversas figuras do corpo tal como modificado na atualidade. Como resultado desta pesquisa, verificou-se que ser dono do próprio corpo não significa ficar reduzido a ele, mas apropriar-se de sua imagem. Embora o corpo fale através de seus sintomas, ele pode também ganhar nova moldura, através dos significantes constituídos pela linguagem. Foi possível constatar, como as diferentes dimensões do corpo é ligada aos três registros propostos por Lacan: imaginário, simbólico e real, percebendo-se, por fim, o lugar que o corpo ganha na topologia borromeana, na última etapa do ensino de Lacan.

Avaliação do comportamento estrutural de subestações de energia elétrica com o uso do aço inoxidável.

A crescente utilização do aço inoxidável como elemento estrutural despertou o interesse de clientes, arquitetos e engenheiros nos últimos anos. Apesar do custo ainda elevado, a sua aplicação na construção civil vem substituindo outros elementos estruturais. Seja por sua alta resistência à corrosão, aumentando a relação custo benefício; sua estética, proporcionando formas cada vez mais ousadas ou; seu apelo ambiental, gerando menos resíduos no meio ambiente. As subestações representam um papel importante no fornecimento de energia. Como possuem grande complexidade para manutenção, foi escolhida a estrutura suporte de seu barramento, para o dimensionamento em aço inoxidável. Desta forma, minimizando as paradas para realização de manutenções das estruturas, possibilitando maior qualidade no fornecimento de energia elétrica. Para fins comparativos foi escolhido o projeto de uma SE existente, cuja estrutura de suporte do barramento, foi construída por treliças formadas por cantoneiras de aço carbono galvanizado. Inicialmente, o dimensionamento foi desenvolvido utilizando perfis H e I funcionando como viga-coluna para os dois tipos de aço. Num segundo momento, a estrutura foi dimensionada como treliças planas. Todos os dimensionamentos foram realizados de acordo com as prescrições normativas do EUROCODE 3. Após realização dos dimensionamentos, foram apresentadas as análises comparativas dos custos envolvidos para os tipos de aço. Abordando o investimento inicial, os gastos com manutenção ao longo da vida e os custos elétricos agregados à redução das paradas para manutenção.

Efeito da exposição ao tabagismo e da mobilidade social sobre o crescimento e ganho de peso do nascimento à adolescência em uma coorte de base populacional de Cuiabá-MT

Esta tese é composta por três artigos que permitiram avaliar o efeito da exposição ao tabagismo durante a gestação e no início da infância sobre o crescimento linear e ganho de peso do nascimento à adolescência, além de verificar o efeito do nível socioeconômico no início da infância e da mobilidade social sobre a adiposidade até a adolescência. Foram utilizados para este fim os dados de uma coorte de crianças nascidas entre 1994 e 1999 na cidade de Cuiabá-MT. Essas crianças fizeram parte de um estudo de base populacional realizado na cidade de Cuiabá, entre 1999 e 2000, com 2405 crianças (0 a 5 anos) e foram selecionadas aleatoriamente em unidades básicas de saúde quando da vacinação. As mães foram entrevistadas após a vacinação, quando foram obtidos dados relativos à exposição ao tabagismo gestacional, tabagismo passivo, nível socioeconômico das famílias e dados antropométricos. Entre 2009 e 2011, após aproximadamente 11 anos, essas crianças foram localizadas por meio do Censo Escolar e então 1716 adolescentes entre 10 e 17 anos de idade (71,4% da população) foram reavaliados nas escolas da rede pública e privada de Cuiabá, de 18 municípios do estado e outras 5 capitais do país. A análise por modelos lineares de efeitos mistos permitiu verificar a mudança de estatura e Índice de Massa Corporal (IMC) entre o nascimento e a adolescência. O primeiro e o segundo artigo desta tese avaliaram o efeito da exposição ao tabagismo materno durante a gestação e no início da infância sobre o crescimento linear e o IMC entre o nascimento e a adolescência. Crianças expostas ao tabagismo materno durante a gestação e no início da infância apresentaram menor estatura desde o nascimento até a adolescência quando comparadas às crianças não expostas. Quanto à adiposidade, entre o nascimento e a infância a mudança do IMC foi similar entre as crianças expostas e não expostas ao tabagismo materno, porém, entre a infância e a adolescência, aquelas expostas apenas durante a gestação mostraram maior ganho de IMC. Em conjunto, os dados corroboram o efeito deletério do tabagismo sobre o crescimento, efeito já bastante estudado, mas também indicam que avaliar e comparar exposição gestacional com pós-gestacional é importante, dado que seus efeitos parecem ser diferentes. O terceiro artigo avaliou o efeito do nível socioeconômico no início da infância e da mobilidade social entre a infância e a adolescência sobre o IMC do nascimento à adolescência. Para avaliar o nível socioeconômico, as famílias foram classificadas em nível econômico alto, médio e baixo, a partir do Critério de Classificação Econômica Brasil. Foi observada expressiva mobilidade social na população, principalmente entre os de menor nível econômico. Houve maior aumento do IMC entre o nascimento e a adolescência entre aqueles de maior nível econômico na infância e aqueles que permaneceram nas classes mais elevadas, indicando que a posição inicial foi o maior determinante das mudanças observadas no IMC.

Biological Analysis of Two Management Options for the Atlantic Menhaden Fishery

Biological implications of two managment options (the closed corridor and the recommended shortened season (Option 7) options) for the Atlantic menhaden, Brevoortia tyrannus, fishery are reported based on purse-seine landings and port sampling data from 1970 to 1984 and captain's daily fishing reports from 1978 to 1982. Large catches of age-O menhaden raise concern for growth overfishing. Area-specific yield-per-recruit analyses are used to investigate the biological consequences of these management options. The closed corridor option indicates coastwide gains in yield-per-recruit ranging from 0.3 to 7.2% depending on changes in fishing activity with most areas showing gains. The shortened fishing season indicates coastwide gains in yield per recruit ranging from O. 4 to 10.2% depending onf ishing year with most geographic areas showing gains. The shortened fishing season option offers the greatest gains when large numbers ofy oung menhaden would be caught late in the fishing year, while gains from the closed corridor option depend on how the fishing fleet responds to that management plan. The shortened season offers greater potential coastwide gains to the fishery, but also may result in greater losses to the North Carolina fall fishery. The analytical approach is applicable to the management of other coastal migratory fish stocks that fall under the Atlantic States Marine Fisheries Commission or other interstate management groups.

Análise dos processos recentes de fragmentação e recomposição dos remanescentes florestais do estado do Rio de Janeiro

Ao longo de quase cinco anos de trabalho, foi desenvolvido o Índice de Qualidade dos Municípios - Verde, pela Fundação CIDE. O trabalho buscou retratar as características da fragmentação florestal fluminense. Como um elemento para apoiar a gestão ambiental do território, o projeto identificou corredores ecológicos prioritários para a interligação de fragmentos florestais. A grande contribuição do trabalho, do ponto de vista conceitual, foi reorientar o debate acerca da fragmentação florestal no Estado do Rio de Janeiro. O projeto IQM - Verde apresentou, exaustivamente, lugares onde ocorreram perdas e ganhos de estoques de vegetação com porte arbóreo, num recorte por municípios, bacias hidrográficas e Unidades de Conservação. Existem importantes questões que foram levantadas e ainda aguardam maiores e melhores respostas. Uma delas é tentar explicar, a partir da ecologia de paisagens, quais são os mecanismos que facilitam ou dificultam o processo natural de sucessão florestal. A situação da sucessão florestal é completamente diferente de uma região para outra do Estado. No Noroeste do Estado existem indícios claros de retração e fragmentação dos remanescentes enquanto na região Serrana do Sul Fluminense aparecem sinais claros de recuperação e recomposição florestal. Novos conceitos de gestão ambiental procuram minimizar os efeitos decorrentes da fragmentação e do isolamento espacial das espécies. O aumento da conectividade através de corredores ecológicos entre unidades de conservação e até mesmo entre os fragmentos mais bem conservados é apontado por muitos pesquisadores como uma das formas mais eficazes de promover a manutenção dos remanescentes florestais - a longo prazo - e até mesmo promover a recuperação funcional de determinadas unidades ecológicas atualmente ilhadas. A atual geração de pesquisadores e gestores públicos está diante do problema do controle dos processos que desencadeiam a fragmentação florestal. Portanto, é urgente a necessidade de entender todas as consequências associadas ao processo de fragmentação florestal e, ao mesmo tempo, descobrir os efeitos inibidores deste complexo fenômeno que possui raízes físicas, naturais e sociais. O objetivo central da tese é, a partir de elementos da História das Mentalidades e da Teoria da Decisão, construir cenários de pressão antrópica sobre os remanescentes florestais e propor um programa possível de intervenção econômica, jurídica e política, denominado no presente estudo como bolsa floresta, capaz de aliviar o atual processo de fragmentação florestal.

Impacto de melhorias em infraestrutura de transportes sobre variáveis econômicas no Brasil: uma abordagem com o modelo GTAP

Neste Trabalho, modelamos a redução de custos de transportes decorrentes de hipotéticas melhorias na qualidade da infraestrutura de transportes terrestres da economia brasileira. A liberação de recursos gerada por essas melhorias foram traduzidas, em nosso modelo, como ganhos de produtividade para dez setores selecionados. A escolha dessa modelagem possui a vantagem de deixar que os agentes econômicos decidam o que fazer após o choque na produtividade total dos fatores, sem que estes recursos estejam comprometidos com quaisquer incentivos de natureza específica, como seria o caso de um subsídio à compra de determinada matéria-prima, por exemplo. O comportamento do setor, em consequência da realização do experimento, fica condicionado às hipóteses iniciais do modelo referentes aos parâmetros de decisão da firma, das famílias e do governo. Para os cálculos dos impactos sobre a produtividade, utilizamos as matrizes de insumoproduto estimadas por Martinez(2013). Os resultados mostraram ganhos expressivos para o produto interno bruto, a Balança Comercial e o volume de produção setorial, dentre outras variáveis analisadas.

Impacto de melhorias em infraestrutura de transportes sobre variáveis econômicas no Brasil: uma abordagem com o modelo GTAP

Neste Trabalho, modelamos a redução de custos de transportes decorrentes de hipotéticas melhorias na qualidade da infraestrutura de transportes terrestres da economia brasileira. A liberação de recursos gerada por essas melhorias foram traduzidas, em nosso modelo, como ganhos de produtividade para dez setores selecionados. A escolha dessa modelagem possui a vantagem de deixar que os agentes econômicos decidam o que fazer após o choque na produtividade total dos fatores, sem que estes recursos estejam comprometidos com quaisquer incentivos de natureza específica, como seria o caso de um subsídio à compra de determinada matéria-prima, por exemplo. O comportamento do setor, em consequência da realização do experimento, fica condicionado às hipóteses iniciais do modelo referentes aos parâmetros de decisão da firma, das famílias e do governo. Para os cálculos dos impactos sobre a produtividade, utilizamos as matrizes de insumoproduto estimadas por Martinez(2013). Os resultados mostraram ganhos expressivos para o produto interno bruto, a Balança Comercial e o volume de produção setorial, dentre outras variáveis analisadas.

体细胞无性系变异与烟草抗黑胫病细胞突变体的筛选

体细胞无性系变异是植物组织培养过程中发生的一种较为普遍的现象，这种现象在遗传学理论和育种实践上都很值得研究。应用这种变异进行筛选人们已经获得了一大批生产上有广泛意义的细胞突变体。但对于无性系变异发生的机理，人们虽然也进行了详细研究，提出了不少假说，但一直未能给出一个较为全面的解释。有些解释仍然建立在推测的基础上，有待进一步的研究。在这些解释中，利用转座子活化进行解释是最使人感兴趣的一种，也是较有说服力的一种。我们的实验分为两个部分，一是对无性系变异发生与转座子的关系进行了初步的探索,一是利用体细胞无性系变异筛选烟草黑胫病细胞突变体的应用进行了研究。 对转座因子的转活性进行分析，通常采用标记基因的表型检测。本实验用农杆菌双元载体pSLJ721（Ac∷GUS）转化烟草（品种：红花大金元）， 然后对转基因烟草的愈伤组织进行GUS酶活性的组织化学分析。通过GUS活性变化来分析转座活性。结果表明组织培养可以增强转座子的活性。间接证明转座子活化是体细胞无性系变异的原因之. 本论文实验方面的另一部分是体细胞无性系变异在烟草抗黑茎病研究上的应用。烟草黑茎病是由烟草致病疫霉引起的一种烟草主要病害。首先从云南地区黑胫病病区分离、纯化黑胫病（Phytophythora parasitica via. Nicotina）病原菌，同时利用红花大金元为实验对象，以组织培养中自然发生的元性系变异为基础，以50％以及80％的黑胫病病菌粗毒素为选择压力，筛选出抗黑胫病毒素的烟草株系，用离体叶片法和茎部接种法进一步鉴定其对黑胫病病菌的抗性。最后进行田间检测以期获得综合性状优良的抗黑胫病细胞突变体。另外我们还利用随机引物扩增多态DNA（RAPD）分析技术，对选择到的九个抗病株系和六株对照的DNA进行分析。在使用的70种随机引物中，共有57个引物产生可检测扩增产物，产生306条搁增带，其中有多态性的条带数为51条，突变体的平均RAPD条带变异率为1.85％，其中有两个RAPD条带（CYA－17－100和Sangon03-350）为突变体所特有，可初步判断为抗黑胫病的RAPD标记。对突变体和对照植株叶片水溶性蛋白SDS电泳观察到一些条带的变异，但没有找到突变体特异的共同条带。