子宫颈癌淋巴结转移全转录组表达谱的分析与验证

目的通过高通量测序及生信分析,挖掘子宫颈癌淋巴结转移调控机制。方法收集3例淋巴结转移、3例无淋巴结转移的子宫颈癌组织,全转录组高通量测序筛选差异表达信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)(|log 2FC|≥1、P<0.05),构建竞争内源性RNA(ceRNA)网络,进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。癌症基因组图谱(TCGA)数据集转移相关mRNA与ceRNA网络中mRNA取交集,检测交集mRNA表达情况。结果高通量测序筛选出差异表达的118个mRNA(47个上调,71个下调)、5个miRNA(1个上调,4个下调)和64个lncRNA(35个上调,29个下调),构建22个mRNA、5个miRNA、13个lncRNA的ceRNA网络。GO分析发现22个mRNA主要富集在趋化因子调节、tRNA甲基转移酶活性等;KEGG通路分析发现22个mRNA主要富集于Wnt、Rap1、MAPK、TNF等信号通路。TCGA数据集筛选出1404个转移相关的mRNA,与22个mRNA取交集后得到TRMT9B、FRAS1、BEND7、SLC35G1,实时定量聚合酶链反应结果显示,相比于无淋巴结转移的子宫颈癌患者,淋巴结转移的子宫颈癌患者BEND7(Z=3.628,P<0.001)、FRAS1(Z=2.570,P=0.010)和TRMT9B(Z=3.024,P=0.002)mRNA相对表达量更低,SLC35G1(Z=1.965,P=0.049)mRNA相对表达量更高。免疫组化结果显示,BEND7表达与国际妇产科联合会分期、淋巴脉管间隙浸润和淋巴结转移有关(χ^(2)=17.500,P<0.001;χ^(2)=4.351,P=0.037;χ^(2)=17.500,P<0.001)。结论本研究描绘子宫颈癌淋巴结转移表达谱,构建ceRNA网络,筛选并验证4个子宫颈癌淋巴结转移相关分子,为深入研究子宫颈癌淋巴结转移分子机制提供了思路。

基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择

中继节点是传感物联网通信的中转中心,其选择的合理性对保证物联网通信稳定和信息吞吐量具有重要意义。提出基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择方法。构建传感物联网模型,在平面中任意布局节点,利用所在点数据整合全部节点,在目标光纤传感器基站中找出主瓣,识别光源节点传输的信号。计算节点能量平均数,在自适应状态中将能量的分母最小化。在候选节点选取可将已知的光信道状态完整传输给其他节点的中继节点,基于统计独立分布获得系统平均接收信噪比,选择光纤传感器天线完成吞吐量最大化中继节点选择。仿真结果表明,所提方法在节点数量为22时的中断概率趋近于0;在光源节点功率30 dBm时,网络吞吐率达到98%。

基于最优簇首数划分单元格的改进GAF算法

为构造良好的拓扑结构,降低节点能耗,延长网络生存期,对传统的GAF算法进行了改进。改进算法中考虑到连通度和最优簇首数的问题,提出了新的虚拟单元格划分方法。在簇首选择阶段,不仅考虑到节点剩余能量及节点距基站的距离,还考虑到节点吞吐率的问题,并通过定义簇首选择函数来进行簇首选择。仿真结果显示,改进的GAF算法有效地节省了节点能耗,延长了网络生存期。该算法的各项性能均优于传统的GAF算法。

多速率无线Mesh网络中节点吞吐量分析模型

提出了多速率无线Mesh网络中节点吞吐量分析模型,用以分析在公平性保证条件下基于IEEE 802.11协议构建的无线Mesh网络节点吞吐量.该模型计算出不同速率无线链路发送数据包的时间,寻找网络中单位时间内完成数据包发送时间最大的瓶颈冲突域,根据瓶颈冲突域内负载流量速率得到节点吞吐量最大值.仿真结果表明,该方法计算出的节点最大吞吐量与网络仿真结果一致,可以准确分析多速率无线Mesh网络节点吞吐量.

后向散射辅助无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案

本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案。接着,将最大化总吞吐量问题建模为非线性优化问题,并证明其凸特性。最后,基于后向散射时长与节点能量捕获时长阈值的关系,将该问题分解为多个仅需优化后向散射时长的子问题,并设计高效的两层黄金分割搜索算法来求解子问题。基于子问题的最优解来得到原问题的最优解。仿真结果表明,与纯主动通信方案和纯后向散射通信方案比,所提出的方案能有效地提高吞吐量。

多跳Ad hoc网络最佳吞吐率量化分析模型

确定无线网络的系统吞吐率是有效利用其传输各种类型数据的前提,目前关于无线网络吞吐率的研究大多是基于基础接入点模式的一跳接入系统吞吐率.由于多跳连接的Ad hoc网络系统吞吐率受很多因素的影响,因此准确估计多跳连接的Ad hoc网络容量是一项十分复杂的工作.提出了一种综合考虑各种因素的Ad hoc网络最佳吞吐率量化分析模型,在系统建模过程中同时考虑了受隐藏节点效应影响与载波监听范围影响的节点碰撞概率,且在对系统行为分析过程中考虑了捕获功能的存在,使得理论分析模型更加准确.

无线传感器网络中多源协同ARQ系统性能研究

为提高无线传感器网络的吞吐量及能量效率,提出了一种多源协同自动重传请求(MSC-ARQ)系统.建立了MSC-ARQ的Markov状态转移过程,由转移概率矩阵推导其吞吐量解析表达式.利用无线传感器网络系统能量分析方法,综合考虑源节点,中继节点及目的节点的功率消耗,分析了MSC-ARQ系统在各阶段的能量消耗,给出了其能效方程.数值模拟结果表明,MSC-ARQ系统比单源协同自动重传请求(SSC-ARQ)系统具有更高的吞吐量和更低的能耗.

基于统计学习的P2P节点选择算法

节点选择算法是影响P2P系统带宽利用率和吞吐量的关键技术之一。P2P应用存在逻辑路径和物理路径之间不一致、忽略了覆盖网拓扑与底层网络拓扑之间的关系等问题。邻居节点间上传和下载能力、稳定性会影响传输速率。针对这一问题提出基于统计学习的方法构建邻居网络,同时优先选择上传能力强、稳定性好的邻居节点。计算机仿真实验表明,新算法能显著提高P2P系统的整体吞吐量,减少用户的平均下载时间,从而有效地改善P2P系统的整体性能。

无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案

目前针对无线供能通信网络的研究主要考虑节点发送数据到网关的场景,很少考虑节点间通信的场景。本文研究邻近节点对之间的高吞吐量通信问题,通过最优化能量供给时长与数据发送时长来达到较优的吞吐量。具体来说,研究节点对的总吞吐量最大化问题,首先将其建模为非线性优化问题,接着证明其凸特性,最后设计了一个结合黄金分割搜索和二分搜索的高效算法来获得最佳时间分配。另外,研究较差节点吞吐量最大化问题,同样证明其凸特性并且设计一个基于黄金分割搜索的高效算法来获得最佳时间分配。仿真结果表明,最大化较差节点吞吐量要比最大化总吞吐量更具公平性,但以降低总吞吐量为代价。

基于多传感器信号传输网络的TCP增强方法

为了解决多传感器信号传输中端到端TCP协议存在的如高丢包率、带宽不稳定、动态拓扑以及存在由于多信号同时传输产生拥堵,导致网络传输性能降低等问题,提出了一种基于多传感器信号传输网络的传输控制协议M-TCP.M-TCP采用了一种基于瓶颈节点信息反馈的新的流量控制机制,取消了慢启动探测网络带宽阶段,在连接建立后便采用较理想的发送速率进行数据传输,成功避免了传输振荡.结果表明,M-TCP在数据吞吐量、丢包率和传输延迟等方面具有较大优势,能够很好地提升传输网络的传输性能.

RFEHWSN中满足节点吞吐量需求的负载均衡基站部署方案

射频能量捕获无线传感器网络可以通过不同物理环境和不同需要条件如时间、频率、能量源的发送能量功率等维度上进行充分的控制,稳定性较强,而其中的基站不仅具有较高的成本,而且其部署位置很大程度地决定节点的可达吞吐量。本文研究了在满足每个传感器节点的吞吐量不小于其吞吐量需求的条件下,均衡基站负载量,尤其是负载量最大的基站,提出了优化每个基站的负载量的方案。首先进行系统建模,然后提出了一种启发式部署算法,以达到负载均衡的目标。通过这些步骤优化部署,既满足了每个节点吞吐量限制,又让每个基站负载量尽可能小。仿真结果表明,通过节点的优化接入能够有效降低网络基站负载量方差,达到了负载均衡的效果。

无线Mesh网中面向节点稳定性的可靠路由方案

为解决因无线Mesh网络不稳定所产生的信号干扰、报文丢失及高延时等问题,提出利用链路稳定性指数和熵函数来刻画节点的稳定性,设计一种基于节点稳定性的可靠路由方案(NSBR),有效降低了数据传输期间可能会影响网络稳定性的路由中断现象的概率,增加了网络稳定性,提升了网络性能.研究结果表明:NSBR在吞吐量、延时和报文丢失率等方面的性能都要优于已有的RLBDR、MIC和ETX等路由协议.

基于队列约束的多层无线网状网络容量研究

在常规和随机多层无线网络中,有研究已经得到了网络可以达到的吞吐量数量级,然而对单个节点吞吐量和端到端时延的研究却很少。为了解决这一问题,对多跳常规多层无线网状网络中的单节点最大吞吐量和端到端时延进行了研究。推导了网络中的分组吸收概率;根据网络的排队模型,在这个分组吸收概率的基础上,使用扩散近似法得到了单节点可达吞吐量和端到端时延。仿真分析了业务模式和网络拓扑对端到端时延和单节点最大吞吐量的影响,通过仿真结果可以发现使网络处理大量节点的最优辅助节点数,这有助于优化网络资源分配,且减少网络的拥塞。

无线传感器网络中基于切换与保持节点选择的协同ARQ协议

提出了一种基于切换与保持节点选择的协同ARQ协议,该协议在确保无线传输可靠性的同时能获得较高的能量效率。建立了一种马尔科夫链模型,在此基础上分析了系统的吞吐量性能;基于无线传感器网络中一种广泛使用的能耗模型,以系统能效为指标分析比较了所提协议与传统ARQ协议的性能,并讨论了中继位置对系统能效的影响。基于Monte Carlo仿真,讨论了所提协议和传统ARQ协议的吞吐量和能效性能。数值和实际仿真结果证实了所给吞吐量模型的有效性;同时仿真比较表明所提协议能获得相比传统ARQ更优的吞吐量和能效性能。

基于信任度检测的船载网安全路由机制

针对当前船载网安全路由机制存在数据传输时延长、链路稳定性差、易被恶意行为攻击等缺陷,为了保证船载网的工作稳定性和通信安全性,设计了基于信任度检测的船载网安全路由机制。首先采用信道选择监听机制对船载网节点信息进行采集,然后采集信息建立节点信任度,并根据节点信任度等级分配数据路由任务,最后根据节点信任度列表建立最优的船载网安全路由,进行船载网安全路由优劣测试。结果表明,本文机制的船载网数据传输时延明显减少,提高了数据传输链路的稳定性,有效避开恶意节点的攻击,船载网的数据吞吐量得到大幅度提升,是一种安全、可靠的船载网安全路由机制。

可信激励算法对区块链移动节点共识优化研究

节点可移动的物联网应用区块链时将节点称为区块链移动节点,区块链移动节点存在通信连通时间较短、算力和存储能力不足等问题导致网络达成共识时安全性和吞吐量较低.本文提出一种可信激励算法对共识过程进行优化,首先区块链移动节点接收共识所需信息完成初始化;其次每个区块链移动节点生成决策块,决策块包含对验证消息的投票结果、自身的可信因子和决策块的生成时间,根据决策块在相邻区块链移动节点组成的集群中选出中继节点,中继节点传播验证消息到下一个集群,并产生区块存储在边缘服务器,一个中继为一跳,当跳数大于网络阈值跳数时完成共识;最后根据激励机制对节点奖励或惩罚,并按激励情况更新节点的行为标识反馈到共识.仿真结果表明,与应用在同样网络情况的PoET和PoS算法相比,可信激励算法在保证了一定的吞吐量情况下,有效降低验证消息验证失败率提高了共识安全性,更适合节点可移动的物联网网络.

面向射频能量捕获传感网的高吞吐量负载均衡的节点接入方案

由于传统无线传感器网络更换传感器电池较为麻烦或不具可行性,其实际应用范围受到很大的限制。考虑具有射频能量捕获能力的无线传感器网络,已知能量源、节点、基站(即汇聚节点)的部署位置,研究如何安排各个节点的接入基站,在满足基站负载平衡约束的情况下最大化整个网络节点的总吞吐量。首先,建立能量捕获传感网的能量捕获模型和信息传输模型,并将该节点接入问题建模为0-1整数规划问题;然后,针对该问题提出一种复杂度较低的算法和一种复杂度略高的贪婪式算法。仿真结果表明,与低复杂度算法相比,贪婪式算法所得到的节点接入方案具有更高的网络总吞吐量,但其复杂度略高,因此可用于节点数目较少的场景,而低复杂度算法可用于节点数目较多的场景。

MANET中动态自适应DCF的仿真研究

MANET由于节点的易接入性和移动性,容易导致数据发送冲突严重,或者因链路断开而误认为是冲突,影响网络TCP协议的性能。为此设计一种动态估计无线网络中的活动节点数来调整MAC层的初始竞争窗口的大小,并根据活动节点数及节点的活动特性调整竞争窗口尺寸的DCF机制。通过使用NS2进行仿真,实验结果验证了该改进的DCF机制的有效性,并表明相对于标准DCF机制,在可接受的端到端延迟下,吞吐量得到10%到15%的提升。

基于局部博弈的认知无线电频谱管理方法

对于无线电频谱管理中中继节点的接入与分配这一重要环节,提出了一种改进型的认知无线电频谱管理方法(Improved Distributed Threshold Relaying,IDTR)。该IDTR算法在DTR协议基础上改进传输数据时延,避开所有时延相等且为一个时隙的不符合现实情况的现象;在局部信息协调中引进博弈思想和门限策略,博弈出更优化的信道接入策略,提高传输速率及吞吐量。仿真结果表明,与业内常用的DTR协议算法相比,该算法在平均数据传输时延上最大差异可小0.04 d B,在不同的信噪比条件下数据传输时延也稳定,平均吞吐量在一定信噪比条件下最大差异可高DTR协议算法1.1 Mbit/s。该方案可以有效应用于认知无线电频谱管理,其性能优越,实用性强。

基于分布式节点选择的新型协同ALOHA协议

在已有协同ALOHA（CALOHA）协议的基础上，提出了一种基于分布式协同节点选择的新型协同ALOHA（NCALOHA）协议，该协议比CALOHA协议更为简单实用。建立了一种吞吐量理论分析模型，并经过仿真证实基于该模型所得到的时隙ALOHA（SALOHA）协议的吞吐量与已有的结论完全一致，且仿真结果显示NCALOHA协议的吞吐量比SALOHA协议提高了25．5％。仿真讨论了NCALOHA协议与已有CALOHA协议的吞吐量性能，在相同条件下，两种协议获得了基本相同的吞吐量结果。最后，在保持其他链路状态不变的情况下，分别改变协同节点到目的节点和源节点到目的节点之间的信噪比，仿真分析了系统吞吐量的变化情况。