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Publicações do PESC

Título
Métodos Computacionais para Modelos Markovianos com Recompensa
Linha de pesquisa
Redes de Computadores
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
20/10/2006
Resumo

A modelagem de sistemas de computação e comunicação é essencial para o entendimento e a predição do comportamento de sistemas. Através dos modelos, diversas perguntas sobre o comportamento destes sistemas podem ser respondidas, tanto relacionadas a confiabilidade quanto ao desempenho.

O objetivo principal desta tese é propor métodos computacionais para a solução de processos estocásticos Markovianos com recompensa. Iremos abordar o problema da modelagem de filas de fluido, através da utilização de processos do tipo Quasi-Birth-Death. Adicionalmente, propomos uma equação de fluido onde a cada estado do modelo é atribuído um conjunto de recompensas de taxa que ocorrem segundo uma distribuição de probabilidades.

Como terceira contribuição desta tese apresentaremos um método aproximado, com controle de erro, para o cálculo do valor esperado da recompensa acumulada para sistemas com estados absorventes. O método proposto é atrativo para o caso onde a cardinalidade do espaço de estados do modelo é da ordem de milhões.

Finalizando, apresentaremos uma metodologia para avaliação da Qualidade de Serviço percebida por um usuário de uma aplicação interativa de voz utilizando a Internet, definida como Pseudo-Subjective Quality Assessment. O trabalho é baseado na teoria desenvolvida recentemente para streaming de áudio e foi estendida nesta tese para a aplicação interativa de voz sobre IP (it Internet Protocol).

Abstract

The importance of modeling computer and communication systems has been increasing during the last years and several questions concerned to the behavior of these systems can be answered using a set of models.

The main contribution of this thesis is to propose some computational methods for solving Reward Markov Models. We will present a method for solving uid queuing models, using quasi birth-death process. Furthermore, we will present a differential equation that models a uid queuing system with several rate rewards associated to the same model state, together with an efcient solution for this equation.

As another contribution, we will present an approximated method, with bounds, used for calculating the mean cumulated reward up to absorption. This approach is specially attractive to the models with millions of states.

Finally, we will present the utilization of the Pseudo-Subjective Quality Assessment methodology for the interactive voice over IP applications (VoIP). Previous results of using this same methodology for the streaming audio encouraged us to extend its utilization to the interactive VoIP application.

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