Asymptotic analysis of resource infinite-server queueing tandem with MMPP arrivals | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2018. № 45. DOI: 10.17223/19988605/45/2

Asymptotic analysis of resource infinite-server queueing tandem with MMPP arrivals

In this work, the MMPP/(GI/«)M queueing system with unlimited number of servers and with unlimited amount of resource is studied. The arrival process is a MMPP. Service times on each server on mth phase are i.i.d. with distribution function Bm(x) (m = 1M). All customers form request for a random resource v with distribution function G(y) = P {v < y} on each phase. After the service end on Mth phase the customer leaves system and sets free the occupied resource. Consider 2M-dimensional stochastic process {i(t), v(t)} = {j(t),...,гм(t),V(t),.. VM(t)} , where im(t) and Vm(t) denote the numbers of customers and the total resources at the mth phase in the system at time t, respectively. We proposed the dynamic screening method for its investigation. Note that this method exactly determines the characteristics of the process V(t) since the screened process contains only those customers, which do not finish the service at the moment T. The system of Kolmogorov differential equations is derived. By using the partial characteristic function, we obtained the main equation: SH(u, v,t) , ч -= H (u, v,t) St V ' Л Mm )[eJUmG* (vm)-1l + Q m=1 with the initial condition H(u v to ) = r . To solve this equation, the method of asymptotic analysis is proposed under the condition of an infinitely growing arrival rate. We proved that in steady state regime the characteristic function of the customers numbers and the total resources at the system phases corresponds to a 2M-dimensional Gaussian distribution with parameters: · expectations vector Y = m[Yj Y2 ... YL], where Y =[1 ^ЩВ-Дt)-B*(t))dT , matrix W = N(xW1) + kW*2)) , where - covanance K(2) K(2) K1 K12 K2) T^(2) K 2) K1 L K 2) K2L K1( (1) (1) 0K (1) <2) W W 0 0 ... kL1) Г(2) 1^(2) KL2) 1 a 1 a ^ a j2 да , , J(B*-1 (x)_ B* (x))dx , k(2): K (1) = J (b*-1 (x)- B* (x)) dx , j (b-x)_ b*( x))( b*-x)-b*( x)) dx . 1 «1 k( 2) = Kj

Download file
Counter downloads: 170

Keywords

многофазная система массового обслуживания, объем ресурса, метод асимптотического анализа, гауссовская аппроксимация, queueing tandem, random resource, method of asymptotic analysis, Gaussian approximation

Authors

NameOrganizationE-mail
Galileyskaya Anastasiya AlexandrovnaTomsk State Universitylusta.nastya@mail.ru
Lisovskaya Ekaterina YurievnaTomsk State Universityekaterina_lisovs@mail.ru
Всего: 2

References

Тихоненко О.М. Моделирование процессов и систем обработки информации : курс лекций. Минск: Белорус. гос. ун-т, 2008. 148 с.
Вихрова О.Г., Сопин Э.С. Анализ показателей качества сети LTE с помощью систем массового обслуживания с ограничен ным ресурсом и случайными требованиями // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2015. Т. 2, № 11. С. 185-191.
Morozov E.V., Potakhina L.V. Speed-up estimation of a system with random volume customers // Распределенные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь (DCCN-2016) : материалы 19-й междунар. науч. конф. М. : Моск. ун-т дружбы народов, 2016. C. 334-336.
Наумов В.А., Саймулов К.Е., Самуйлов А.К. О суммарном объеме ресурсов, занимаемых обслуживаемыми заявками // Ав томатика и телемеханика. 2016. № 8. С. 125-135.
Sengupta B. The Spatial Requirement of M/G/1 Queue or: How to Design for Buffer Space Modeling and Performance Evaluation Methodology // Lect. Notes Contr. Inf. Sci. / F. Baccelli, G. Fayolle, eds. Berlin, 1984. V. 60. P. 547-562.
Тихоненко О.М. Распределение суммарного объема сообщений в системах массового обслуживания с групповым поступ лением // Автоматика и телемеханика. 1987. № 11. С. 111-120.
Тихоненко О.М. Распределение суммарного объема сообщений в однолинейной системе массового обслуживания с груп повым поступлением // Автоматика и телемеханика. 1985. № 11. С. 78-83.
Моисеев А.Н., Назаров А.А. Бесконечнолинейные системы и сети массового обслуживания. Томск : Изд-во НТЛ, 2015. 240 с.
Назаров А.А., Моисеева С.П. Метод асимптотического анализа в теории массового обслуживания. Томск : Изд-во НТЛ, 2006. 112 с.
Лисовская Е.Ю., Моисеева С.П. Асимптотический анализ системы MMPP|GI|<» с обслуживанием требований случайного объема // Труды Томского государственного университета. Сер. физико-математическая. Т. 299: Математическое и программное обеспечение информационных, технических и экономических систем : материалы IV Междунар. молодежной науч. конф. Томск, 20-21 мая 2016 г. Томск : Издательский Дом ТГУ, 2016. С. 99-104.
Лисовская Е.Ю., Моисеева С.П. Исследование бесконечнолинейной системы массового обслуживания требований случайного объема с входящим MMPP-потоком // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2016) : материалы XV Междунар. конф. им. А.Ф. Терпугова. Катунь, 12-16 сентября 2016 г. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2016. Ч. 1. С. 77-82.
Лисовская Е.Ю., Моисеева С.П. Суммарный объем заявок в бесконечнолинейной системе массового обслуживания с рекуррентным входящим потоком // Распределенные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь (DCCN-2016) : материалы Девятнадцатой междунар. науч. конф., 21-25 ноября 2016 г. М. : РУДН, 2016. С. 313-325.
 Asymptotic analysis of resource infinite-server queueing tandem with MMPP arrivals | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2018. № 45. DOI: 10.17223/19988605/45/2

Asymptotic analysis of resource infinite-server queueing tandem with MMPP arrivals | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2018. № 45. DOI: 10.17223/19988605/45/2

Download full-text version
Counter downloads: 956