PRESENTAZIONE

Il corso si propone di introdurre gli elementi base per la comprensione e l'uso degli strumenti matematici normalmente utilizzati per l'analisi di prestazioni di reti di telecomunicazioni e per l'ingegneria del traffico.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

• Methods of network performance evaluation: analytical models, simulation, experimental measurements • Packet-level and flow-level models • Elementary queueing theory: elements of a queue, statistics of input and service, general results on infinite- and finite-buffer queues, Little’s Theorem, Kendall’s notation • Markovian queues: Poisson arrivals, exponential distribution, stationary distribution of general birth-death systems; M/M/1, M/M/1/K, M/M/m/m, M/M/m • Discrete- and continuous-time Markov Chains • M/G/1 and Pollaczek-Kinchin formula; Pareto distribution; M/G/1 with vacations; priority queueing • Networks of queues: Jackson networks, independence hypothesis, Kleinrock’s delay formula

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivo del corso è fornire gli elementi per la comprensione e l'utilizzo dei modelli di base di sistemi a coda che costituiscono gli strumenti per la rappresentazione, l'analisi di prestazioni e il controllo di reti di telecomunicazioni. Alla fine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di utilizzare modelli dinamici basati su catene di Markov e modelli Markoviani e non di code in equilibrio, e di rappresentare indici di prestazioni tipici delle reti di telecomunicazioni (thoughput, ritardo, probabilità di perdita).

PREREQUISITI

La comprensione degli argomenti trattati richiede conoscenze di base di Analisi Matematica, Teoria delle Probabilità e Variabili Aleatorie (discrete e continue).

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso è prevalentemente svolto tramite lezioni frontali. Verrano svolti numerosi esercizi, in relazione all'applicazione della metodologia per derivare indici di prestazioni di reti e elementi di rete. L'esame è costituito da una prova scritta e dalla discussione orale della stessa. La prova scritta può essere superata svolgendo positivamente i test periodici che verrano proposti durante lo svolgimento del corso. Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

Students with learning disorders ("disturbi specifici di apprendimento", DSA) will be allowed to use specific modalities and supports that will be determined on a case-by-case basis in agreement with the delegate of the Engineering courses in the Committee for the Inclusion of Students with Disabilities.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Metodi per l'analisi di prestazioni delle reti di telecomunicazioni: modelli analitici, modelli di simulazione, misure sperimentali. Modelli a livello di flusso e di pacchetto. Nozioni di base di teoria delle code: elementi di un sistema a coda, distribuzioni statistiche del traffico in ingresso e del servizio, risultati generali per code a buffer infinito e finito, Teorema di Little, notazione di Kendall. Code Markoviane in equilibrio: proprietà della distribuzione esponenziale, processo di Poisson, sistemi birth-death e distribuzione stazionaria, modelli M/M/1, M/M/1/K, M/M/infinito, M/M/m/m, M/M/m, M/M/m/m/N. Catene di Markov a tempo discreto e continuo. Coda M/G/1. Formula di Pollaczek-Kinchin. Distribuzione di Pareto e modello M/Pareto/1. Vacanza del server. M/G/1 con priorità "non-preemptive". Reti di code. Ipotesi di Jackson, "Product Form Solution", ipotesi di indipendenza, formula di Kleinrock e sue applicazioni.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il corso si basa sulla prima parte delle note del docente presenti su Aulaweb:

- F. Davoli, "Lecture Notes for the Courses of Telecommunication Networks: Queueing Theory and Teletraffic", 2nd ed., July 2021.

Altri testi consultabili sono:

- L. Kleinrock, Queueing Systems, Vol. I, Wiley, New York, 1975.

- M. Zukerman, Introduction to Queueing Theory and Stochastic Teletraffic Models, 2017; online: https://arxiv.org/pdf/1307.2968.pdf.

- J. Virtamo, Queueing Theory, Lecture Notes, 2005; online: http://www.netlab.tkk.fi/opetus/s383143/kalvot/english.shtml.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARIO MARCHESE (Presidente)

ALDO GRATTAROLA

FABIO PATRONE

SANDRO ZAPPATORE

FRANCO RINO DAVOLI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/10378/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è scritto e consiste nella risoluzione di uno o più problemi relativi alle varie parti del corso. Le note del docente sono liberamente consultabili durante l'esame.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Tramite esame scritto. Facoltativamente, il voto può essere integrato con qualche domanda orale.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Students who have a valid certification of physical or learning disabilities on file with the University and who wish to discuss possible accommodations or other circumstances regarding lectures, coursework, and exams should speak both with the instructor and with Professor Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it ), the School's disability liaison.