This paper provides a recipe for deriving calculable approximation errors of mean-field models in heavy-traffic with the focus on the well-known load balancing algorithm -- power-of-two-choices (Po2). The recipe combines Stein's method for linearized mean-field models and State Space Concentration (SSC) based on geometric tail bounds. In particular, we divide the state space into two regions, a neighborhood near the mean-field equilibrium and the complement of that. We first use a tail bound to show that the steady-state probability being outside the neighborhood is small. Then, we use a linearized mean-field model and Stein's method to characterize the generator difference, which provides the dominant term of the approximation error. From the dominant term, we are able to obtain an asymptotically-tight bound and a nonasymptotic upper bound, both are calculable bounds, not order-wise scaling results like most results in the literature. Finally, we compared the theoretical bounds with numerical evaluations to show the effectiveness of our results. We note that the simulation results show that both bounds are valid even for small size systems such as a system with only ten servers.


翻译:本文为计算重贸易中中平均场模型的可计算近似误差提供了一种配方,其重点是众所周知的负负平衡算法 -- -- 双选动力(Po2),配方结合了Stein对线性平均场模型和国家空间集中(SSC)基于几何尾线的计算法。特别是,我们把国家空间分成两个区域,一个靠近中场平衡的邻区,一个补充点。我们首先用尾盘来显示在邻区外的稳定状态概率很小。然后,我们用线性平均场模型和Stein的方法来描述发电机差异,这提供了近似差的主要术语。从占支配地位的术语来看,我们可以获得一个无线性约束的和无线的上层,两者都是可计算界限,而不是像文献中的大多数结果那样有秩序的缩放结果。最后,我们用数字评价的理论界限比较了我们的结果。我们注意到,模拟结果显示,两个边框都只对小系统有效,只有小号服务器。

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