M/D/s待ち行列の定常状態分布の近似(2)

M/D/s待ち行列の定常状態分布の近似(1)」の続きです。今度は[tex:k

  • p(k+1)\approx\frac{su}{k+1}p(k)・・・・(10)

が成り立ちます。ここから

  • [tex:k
    • p(k)\approx\frac{(su)^k}{k!}p(0)・・・・(11)

となります。式(11)を使って\Pi_{M/D/s}を計算すると

  • \Pi_{M/D/s}=1-\Bigsum_{k=0}^{s-1}p(k){\approx}1-p(0)\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}

ここで式(7)

  • \Pi_{M/D/s}{\approx}\Pi_{M/M/s}・・・・(7)

を用いると

  • \Pi_{M/M/s}{\approx}1-p(0)\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}・・・・(12)

ここで「M/G/sの待ち確率Πの近似(3)」の式(3)(ここでは番号を振り直して式(13)としました。)

  • \Pi_{M/M/s}=\frac{\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}・・・・(13)

を用いると

  • \frac{\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}{\approx}1-p(0)\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}

よって

  • p(0)\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}{\approx}1-\frac{\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}
    • =\frac{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}

よって

  • p(0)=\frac{1}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}・・・・(14)

これは「M/M/mにおける待ち時間の式の導出(2)」の式(14)と比べれば分かるようにM/M/sにおけるp(0)と同じです。さらに上の式(11)と「M/M/mにおける待ち時間の式の導出(2)」の式(10)を比べることにより、式(11)のp(k)はM/M/sにおけるp(k)に等しいことが分かります。つまり、M/D/sのp(k)は[tex:k

  • [tex:k
    • p(k)\approx\frac{(su)^k}{k!}p(0)・・・・(11)
    • ただし、p(0)=\frac{1}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}・・・・(14)
  • k{\ge}sの時
    • p(k){\approx}b^{k-s}(1-b)\Pi_{M/M/s}・・・・(8)
    • ただし
      • b=\frac{u}{2-u}・・・・(9)
      • \Pi_{M/M/s}=\frac{\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}{\Bigsum_{k=0}^{s-1}\frac{(su)^k}{k!}+\frac{(su)^s}{s!(1-u)}}・・・・(13)

となります。