パケット通信のバッファを M/M/1 の待ち行列モデル(到着はポアソン過程、サービス時間は指数分布、窓口 1 つ)で表す。パケットの平均到着率が 80 パケット/s、平均サービス率が 100 パケット/s のとき、パケットがサービスを受ける前に待つ平均待ち時間として、適当なものはどれか。
正解・解説を確認する
解答正解 3
M/M/1 では利用率 ρ=λ/μ=0.8、平均系内滞在時間 W=1/(μ-λ)=50 ms、平均待ち時間 Wq=W-1/μ=50-10=40 ms(=ρ/(μ-λ))となる。ρ が 1 に近づくと待ち時間は急激に増大するので、回線の利用率に余裕を持たせる設計が必要である。リトルの法則 L=λW も併せて押さえる。
選択肢ごとの判定
1ρ×平均サービス時間(0.8×10 ms)としてしまった値。待ち行列の遅延は ρ/(1-ρ) 倍の関係になる。
2平均待ち行列長 Lq=ρ²/(1-ρ)=3.2 に平均サービス時間 10 ms を掛けた値。待ち時間はリトルの法則から Lq/λ(=40 ms)で求める。
3正しい。利用率 ρ=80/100=0.8、平均待ち時間(待ち行列内)は Wq=ρ/(μ-λ)=0.8/20=0.04 s=40 ms となる。
4サービス時間を含めた平均系内滞在時間 W=1/(μ-λ)=50 ms。問われているのはサービス開始前の待ち時間である。