EUROPEAN CONFERENCE ON QUEUEING THEORY 2016

International audienceThis booklet contains the proceedings of the second European Conference in Queueing Theory (ECQT) that was held from the 18th to the 20th of July 2016 at the engineering school ENSEEIHT, Toulouse, France. ECQT is a biannual event where scientists and technicians in queueing theory and related areas get together to promote research, encourage interaction and exchange ideas. The spirit of the conference is to be a queueing event organized from within Europe, but open to participants from all over the world. The technical program of the 2016 edition consisted of 112 presentations organized in 29 sessions covering all trends in queueing theory, including the development of the theory, methodology advances, computational aspects and applications. Another exciting feature of ECQT2016 was the institution of the Takács Award for outstanding PhD thesis on "Queueing Theory and its Applications"

Queues with Congestion-dependent Feedback

This dissertation expands the theory of feedback queueing systems and applies a number of these models to a performance analysis of the Transmission Control Protocol, a flow control protocol commonly used in the Internet

Queueing-Theoretic End-to-End Latency Modeling of Future Wireless Networks

The fifth generation (5G) of mobile communication networks is envisioned to enable a variety of novel applications. These applications demand requirements from the network, which are diverse and challenging. Consequently, the mobile network has to be not only capable to meet the demands of one of these applications, but also be flexible enough that it can be tailored to different needs of various services. Among these new applications, there are use cases that require low latency as well as an ultra-high reliability, e.g., to ensure unobstructed production in factory automation or road safety for (autonomous) transportation. In these domains, the requirements are crucial, since violating them may lead to financial or even human damage. Hence, an ultra-low probability of failure is necessary. Based on this, two major questions arise that are the motivation for this thesis. First, how can ultra-low failure probabilities be evaluated, since experiments or simulations would require a tremendous number of runs and, thus, turn out to be infeasible. Second, given a network that can be configured differently for different applications through the concept of network slicing, which performance can be expected by different parameters and what is their optimal choice, particularly in the presence of other applications. In this thesis, both questions shall be answered by appropriate mathematical modeling of the radio interface and the radio access network. Thereby the aim is to find the distribution of the (end-to-end) latency, allowing to extract stochastic measures such as the mean, the variance, but also ultra-high percentiles at the distribution tail. The percentile analysis eventually leads to the desired evaluation of worst-case scenarios at ultra-low probabilities. Therefore, the mathematical tool of queuing theory is utilized to study video streaming performance and one or multiple (low-latency) applications. One of the key contributions is the development of a numeric algorithm to obtain the latency of general queuing systems for homogeneous as well as for prioritized heterogeneous traffic. This provides the foundation for analyzing and improving end-to-end latency for applications with known traffic distributions in arbitrary network topologies and consisting of one or multiple network slices.Es wird erwartet, dass die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) eine Reihe neuartiger Anwendungen ermöglichen wird. Allerdings stellen diese Anwendungen sowohl sehr unterschiedliche als auch überaus herausfordernde Anforderungen an das Netzwerk. Folglich muss das mobile Netz nicht nur die Voraussetzungen einer einzelnen Anwendungen erfüllen, sondern auch flexibel genug sein, um an die Vorgaben unterschiedlicher Dienste angepasst werden zu können. Ein Teil der neuen Anwendungen erfordert hochzuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz, um beispielsweise unterbrechungsfreie Produktion in der Fabrikautomatisierung oder Sicherheit im (autonomen) Straßenverkehr zu gewährleisten. In diesen Bereichen ist die Erfüllung der gestellten Anforderungen besonders kritisch, da eine Verletzung finanzielle oder sogar personelle Schäden nach sich ziehen könnte. Eine extrem niedrige Ausfallwahrscheinlichkeit ist daher von größter Wichtigkeit. Daraus ergeben sich zwei wesentliche Fragestellungen, welche diese Arbeit motivieren. Erstens, wie können extrem niedrige Ausfallwahrscheinlichkeiten evaluiert werden. Ihr Nachweis durch Experimente oder Simulationen würde eine extrem große Anzahl an Durchläufen benötigen und sich daher als nicht realisierbar herausstellen. Zweitens, welche Performanz ist für ein gegebenes Netzwerk durch unterschiedliche Konfigurationen zu erwarten und wie kann die optimale Konfiguration gewählt werden. Diese Frage ist insbesondere dann interessant, wenn mehrere Anwendungen gleichzeitig bedient werden und durch sogenanntes Slicing für jeden Dienst unterschiedliche Konfigurationen möglich sind. In dieser Arbeit werden beide Fragen durch geeignete mathematische Modellierung der Funkschnittstelle sowie des Funkzugangsnetzes (Radio Access Network) adressiert. Mithilfe der Warteschlangentheorie soll die stochastische Verteilung der (Ende-zu-Ende-) Latenz bestimmt werden. Dies liefert unterschiedliche stochastische Metriken, wie den Erwartungswert, die Varianz und insbesondere extrem hohe Perzentile am oberen Rand der Verteilung. Letztere geben schließlich Aufschluss über die gesuchten schlimmsten Fälle, die mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit eintreten können. In der Arbeit werden Videostreaming und ein oder mehrere niedriglatente Anwendungen untersucht. Zu den wichtigsten Beiträgen zählt dabei die Entwicklung einer numerischen Methode, um die Latenz in allgemeinen Warteschlangensystemen für homogenen sowie für priorisierten heterogenen Datenverkehr zu bestimmen. Dies legt die Grundlage für die Analyse und Verbesserung von Ende-zu-Ende-Latenz für Anwendungen mit bekannten Verkehrsverteilungen in beliebigen Netzwerktopologien mit ein oder mehreren Slices

On the distribution of throughput of transfer lines

Ankara : Department of Industrial Engineering and the Institute of Engineering and Sciences of Bilkent University, 1998.Thesis (Master's) -- Bilkent University, 1998.Includes bibliographical references leaves 86-107A transfer line corresponds to a manufacturing system consisting of a number of work stations in series integrated into one system by a common transfer mechanism and a control system. There is a vast literature on the transfer lines. However, little has been done on the transient analysis of these systems by making use of the higher order moments of their performance measures due to the difficulty in determining the evolution of the stochastic processes under consideration. This thesis examines the transient behavior of relatively short transfer lines and derives the distribution of the performance measures of interest. The proposed method based on the analytical derivation of the distribution of throughput is also applied to the systems with two-part types. An experiment is designed in order to compare the results of this study with the state-space representations and the simulation. They are also interpreted from the point of view of the line behavior and design issue. Furthermore, extensions are briefly discussed and directions for future research are suggested.Deler, BaharM.S