• 제목/요약/키워드: Embedded Markov Chain

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고객수 상태에 따른 서비스를 제공하는 M/G/1/K 대기체계에 관한 소고 (A Note on the M/G/1/K Queue with Two-Threshold Hysteresis Strategy of Service Intensity Switching)

  • 최두일;김보근;이두호
    • 한국경영과학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.1-5
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    • 2014
  • We study the paper Zhernovyi and Zhernovyi [Zhernovyi, K.Y. and Y.V. Zhernovyi, "An $M^{\Theta}/G/1/m$ system with two-threshold hysteresis strategy of service intensity switching," Journal of Communications and Electronics, Vol.12, No.2(2012), pp.127-140]. In the paper, authors used the Korolyuk potential method to obtain the stationary queue length distribution. Instead, our note makes an attempt to apply the most frequently used methods : the embedded Markov chain and the supplementary variable method. We derive the queue length distribution at a customer's departure epoch and then at an arbitrary epoch.

$MAP1, MAP2/G/1 FINITE QUEUES WITH SERVICE SCHEDULING FUNCTION DEPENDENT UPON QUEUE LENGTHS

  • Choi, Doo-Il;Lee, Sang-Min
    • 대한수학회보
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    • 제46권4호
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    • pp.673-689
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    • 2009
  • We analyze $MAP_1,\;MAP_2$/G/1 finite queues with service scheduling function dependent upon queue lengths. The customers are classified into two types. The arrivals of customers are assumed to be the Markovian Arrival Processes (MAPs). The service order of customers in each buffer is determined by a service scheduling function dependent upon queue lengths. Methods of embedded Markov chain and supplementary variable give us information for queue length of two buffers. Finally, the performance measures such as loss probability and mean waiting time are derived. Some numerical examples also are given with applications in telecommunication networks.

Performance Analysis of a Finite-Buffer Discrete-Time Queueing System with Fixed-Sized Bulk-service

  • Chang, Seok-Ho;Kim, Tae-Sung
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권9B호
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    • pp.783-792
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    • 2003
  • We consider a finite-buffer discrete-time queueing system with fixed-size bulk-service discipline: Geo/ $G^{B}$1/K+B. The main purpose of this paper is to present a performance analysis of this system that has a wide range of applications in Asynchronous Transfer Mode (ATM) and other related telecommunication systems. For this purpose, we first derive the departure-epoch probabilities based on the embedded Markov chain method. Next, based on simple rate in and rate out argument, we present stable relationships for the steady-state probabilities of the queue length at different epochs: departure, random, and arrival. Finally, based on these relationships, we present various useful performance measures of interest such as the moments of number of packets in the system at three different epochs and the loss probability. The numerical results are presented for a deterministic service-time distribution - a case that has gained importance in recent years.s.

Reservation and Status Sensing Multiple Access Protocol in Slotted CDMA Systems

  • Lim, In-Taek;Ryu, Young-Tae
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제8권5호
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    • pp.513-518
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    • 2010
  • This paper proposes a medium access control protocol for integrated voice and data services in slotted CDMA systems. The proposed protocol, which is named as RCSSMA (Reservation Code and Status Sensing Multiple Access), adopts a code reservation and status sensing schemes. RCSSMA protocol gives higher access priority to the voice traffic than data traffic for reducing the packet dropping probability. The voice terminal reserves an available spreading code to transmit voice packets during a talkspurt, whereas the data terminal transmits a packet over one of the available spreading codes that are not reserved by the voice terminals. In this protocol, the voice packets never contend with the data packets. Packet dropping probability and average data packet transmission delay are analyzed using a Markov chain model.

Cooperative MAC Protocol Using Active Relays for Multi-Rate WLANs

  • Oh, Chang-Yeong;Lee, Tae-Jin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권5호
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    • pp.463-471
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    • 2011
  • Cooperative communications using relays in wireless networks have similar effects of multiple-input and multiple-output without the need of multiple antennas at each node. To implement cooperation into a system, efficient protocols are desired. In IEEE 802.11 families such as a/b/g, mobile stations can automatically adjust transmission rates according to channel conditions. However throughput performance degradation is observed by low-rate stations in multi-rate circumstances resulting in so-called performance anomaly. In this paper, we propose active relay-based cooperative medium access control (AR-CMAC) protocol, in which active relays desiring to transmit their own data for cooperation participate in relaying, and it is designed to increase throughput as a solution to performance anomaly. We have analyzed the performance of the simplified AR-CMAC using an embedded Markov chain model to demonstrate the gain of AR-CMAC and to verify it with our simulations. Simulations in an infrastructure network with an IEEE 802.11b/g access point show noticeable improvement than the legacy schemes.

Hierarchical Power Management Architecture and Optimal Local Control Policy for Energy Efficient Networks

  • Wei, Yifei;Wang, Xiaojun;Fialho, Leonardo;Bruschi, Roberto;Ormond, Olga;Collier, Martin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제18권4호
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    • pp.540-550
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    • 2016
  • Since energy efficiency has become a significant concern for network infrastructure, next-generation network devices are expected to have embedded advanced power management capabilities. However, how to effectively exploit the green capabilities is still a big challenge, especially given the high heterogeneity of devices and their internal architectures. In this paper, we introduce a hierarchical power management architecture (HPMA) which represents physical components whose power can be monitored and controlled at various levels of a device as entities. We use energy aware state (EAS) as the power management setting mode of each device entity. The power policy controller is capable of getting information on how many EASes of the entity are manageable inside a device, and setting a certain EAS configuration for the entity. We propose the optimal local control policy which aims to minimize the router power consumption while meeting the performance constraints. A first-order Markov chain is used to model the statistical features of the network traffic load. The dynamic EAS configuration problem is formulated as a Markov decision process and solved using a dynamic programming algorithm. In addition, we demonstrate a reference implementation of the HPMA and EAS concept in a NetFPGA frequency scaled router which has the ability of toggling among five operating frequency options and/or turning off unused Ethernet ports.

패킷 도착률과 토큰 생성률의 통합 관리를 적용한 대기모형의 분석 (Analysis of a Queueing Model with Combined Control of Arrival and Token Rates)

  • 최두일;김태성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권6B호
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    • pp.895-900
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    • 2010
  • 다양한 통신 서비스가 개발되면서, 네트워크 설계자들은 시간상관성, 폭주성, 예측 불가능한 트래픽의 통계적 변동성 때문에 발생하는 혼잡을 제어하기 위한 방안을 모색하여 왔다. 본 논문에서는 패킷 도착률과 토큰 생성률을 통합하여 관리하는 리키버킷 방식을 이용하여 네트워크의 혼잡을 예방하는 모형에 대하여 분석한다. 본 논문에서 다루는 모형에서는 패킷 도착률과 토큰 생성 시간간격을 대기중인 패킷수에 따라 제어함으로써 네트워크 혼잡을 예방하게 된다. 모형의 분석을 위하여 임베디드 마코프체인과 부가변수 기법을 사용하며, 대기중인 패킷수 확률분포, 패킷손실확률, 평균대기시간 등의 특성치를 구한다.

마르코프 체인 모델을 이용한 임베디드 시스템 신뢰도 측정 (Embedded System Reliability Measurement Use Markov Chain Model)

  • 곽동규;조용윤;박호병;유재우
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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    • pp.433-435
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    • 2005
  • 임베디드 시스템은 다수의 디바이스를 컨트롤하여 시스템의 목적을 수행한다. 최근 임베디드 시스템의 요구사항이 증가함에 따라 하나의 임베디드 소프트웨어가 컨트롤하는 디바이스의 종류가 다양해지고 수도 증가하는 추세이다. 다수의 디바이스를 가지고 있는 임베디드 시스템에서 시스템의 신뢰도는 각 디바이스의 신뢰도에 많은 영향을 받는다. 본 논문은 임베디드 시스템의 신뢰도를 측정하기 위해서 통계적 신뢰도 측정 방법 중 한 가지인 마르코프 체인을 이용한 방법을 제안한다. 마르코프 체인은 여러 분야에서 복잡한 시스템을 단순화하여 모델링하고 과거의 변화를 토대로 미래를 예측할 수 있는 방법을 제공한다. 또한 전체 시스템의 확률을 행렬로 계측할 수 있는 방법을 가지고 있어 특정 부분의 확률이 전체 시스템의 확률에 미치는 영향을 산술적으로 계산할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서 제안하는 임베디드 소프트웨어 마르코프 체인은 테스트 대상 소스를 분석하여 디바이스를 컨트롤하는 루틴과 에러를 핸들링하는 루틴, 일반적인 루틴으로 나누어 각각을 상태로 정의한다. 정의한 각 상태간의 전이는 통계적으로 측정한 디바이스 신뢰도를 확률로 표현한다. 마르코프 체인을 이용하여 임베디드 시스템의 신뢰도를 측정하기 위한 시스템은 소스 분석기와 신뢰도 측정기로 나누어 설계한다. 소스 분석기는 테스트 대상이 되는 소스와 디바이스 드라이버 라이블러리 테이블을 입력으로 하고 소프트웨어의 마르코프 체인을 출력으로 한다 마르코프 체인은 행렬로 표현하고 연산하여 시스템의 신뢰도를 측정한다. 제안하는 시스템의 신뢰도 측정 방법은 부분이 가지고 있는 신뢰도가 전체 신뢰도에 미치는 영향을 산술적으로 측정할 수 있어 시스템이 요구하는 신뢰도에 접근할 수 있는 방법과 근거를 제공하는 장점이 있다.소시키는 장점을 갖는다.것으로 조사되었으며 40대 이상의 연령층은 점심비용으로 더 많은 지출을 하고 있는 것으로 나타났다. 4) 끼니별 한식에 대한 선호도는 아침식사의 경우가 가장 높았으며, 이는 40대와 50대에서 높게 나타났다. 점심 식사로 가장 선호되는 음식은 중식, 일식이었으며 저녁 식사에서 가장 선호되는 메뉴는 전 연령층에서 일식, 분식류 이었으며, 한식에 대한 선택 정도는 전 연령층에서 매우 낮게 나타났다. 5) 각 연령층에서 선호하는 한식에 대한 조사에서는 된장찌개가 전 연령층에서 가장 높은 선호도를 나타내었고, 김치는 40대 이상의 선호도가 30대보다 높게 나타났으며, 흥미롭게도 30세 이하의 선호도는 30대보다 높게 나타났다. 그 외에도 떡과 죽에 대한 선호도는 전 연령층에서 낮게 조사되었다. 장아찌류의 선호도는 전 연령대에서 낮았으며 특히 30세 이하에서 매우 낮게 조사되었다. 한식의 맛에 대한 만족도 조사에서는 연령이 올라갈수록 한식의 맛에 대한 만족도는 낮아지고 있었으나, 한식의 맛에 대한 만족도가 높을수록 양과 가격에 대한 만족도는 높은 경향을 나타내었다. 전반적으로 한식에 대한 선호도는 식사 때와 식사 목적에 따라 연령대 별로 다르게 나타나고 있으나, 선호도는 성별이나 세대에 관계없이 폭 넓은 선호도를 반영하고 있으며, 이는 대학생들을 대상으로 하는 연구 등에서도 나타난바 같다. 주 5일 근무제의 확산과 초 중 고생들의 토요일 휴무와 더불어 여행과 엔터테인먼트산업은 더욱 더 발전을 거듭하고 있으며, 외식은 여행과 여가 활동의 필수적인 요소로써 그 역할을 일조하고 있다. 이와 같은 여가시간의 증가는 독신자들에게는 좀더 많은 여유시간을 가족을 이루고 있는 가족구성원들에게는 가족과의 유대를 강화하는 휴식과 오락의 소비 트렌드를 창출시켰

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시스템 내 고객 수에 따라 서비스율과 도착율을 조절하는 M/G/1/K 대기행렬의 분석 (Analysis of an M/G/1/K Queueing System with Queue-Length Dependent Service and Arrival Rates)

  • 최두일;임대은
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.27-35
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    • 2015
  • 대기행렬 시스템에는 고객들의 대기시간이 지나치게 길어지는 것을 막기 위해 다양한 정책들이 적용되는데, 본 연구에서는 고객숫자에 따른 제어 정책을 갖는 유한용량 M/G/1/K 대기행렬을 분석한다. 고객의 숫자에 따라 서버의 서비스율과 고객의 도착율을 조절하는 정책이다. 두 개의 한계점(thresholds) $L_1$$L_2$($${\geq_-}$$L1)를 설정하고 시스템 내 고객의 숫자가 $L_1$보다 작을 때는 시스템은 보통(또는 상대적으로 느린)의 서비스율(service rate)과 보통의 도착율(arrival rate)을 갖는다. 고객의 숫자가 증가하여 $L_1$이상이고 $L_2$보다 작으면 도착율은 그대로 이지만 서비스율을 증가시켜 빠르게 서비스한다. 이후 고객의 숫자가 더욱 증가하여 $L_2$ 이상이면 고객의 도착율도 작은 값으로 바꾸어 고객을 덜 입장시킨다. 위 정책을 갖는 M/G/1/K 대기행렬을 내재점 마코프 체인과 준-마코프 과정을 이용하여 분석하고 수치예제를 제시한다.