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无滑移M/G/1型马尔可夫链和洛朗矩阵幂级数。 (英语) Zbl 1055.65013号

计算稳态向量(pi P=pi)的问题,其中(P)是一个半无限块矩阵,被简化为求Laurent矩阵幂级数(a(z))的逆变换,该幂级数对(z=1)是奇异的,而第二个问题与求解矩阵方程和计算(a(z)的(块)弱Wiener-Hopf因式分解密切相关\),如果存在。
本文的主要目的是指出并研究依赖于M/G/1型非滑移(正递归)马尔可夫链的计算问题,其在排队建模中的作用是众所周知的。作者从一开始就证明了三个相关计算问题的等价性,即计算Wiener-Hopf分解、反演Laurent矩阵幂级数(A(z))和求解幂级数矩阵方程,然后描述了解决这些问题的几种算法。主要的计算困难是矩阵\(A(z)\)对于\(z=1\)的奇异性,为此作者定义了一个新的洛朗矩阵幂级数\(A(z)\),它在\(z=0\)中是奇异的,但是解析的,在合适的域上是可逆的,并且其解更容易计算。
简单地说,第2节演示了求解矩阵方程、计算形式逆的问题与Laurent矩阵幂级数(A(z))的Wiener-Hopf因式分解之间的关系。第3节介绍了如何通过将(A(z)替换为在(z=0)处和(A(z)的相同奇点处(z=1)除外)奇异的新矩阵函数(宽A(z。第4节展示了用于计算稳态向量(pi)的广义Ramaswami公式,描述了实现新方法的新算法,并解决了开放问题。第5节包含数值结果,并说明了所提方法的有效性。综上所述,将广义Ramaswami公式与奇点移位技术(A(z))相结合,并与计算Wiener-Hopf分解或求解矩阵方程的计算方案相结合,为处理无滑移马尔可夫链提供了有效的工具。

MSC公司:

65立方厘米 应用于马尔可夫链的数值分析或方法
47A68型 线性算子的因子分解理论(包括Wiener-Hopf和谱因子分解)
60J22型 马尔可夫链中的计算方法
93C70号 控制/观测系统中的时间尺度分析和奇异摄动
65T50型 离散快速傅立叶变换的数值方法

软件:

钠12
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