Принципы приоритетного кодирования ОП абонентов

Определяющим при реализации оптимального способа кодирования является эффективное использование общего ресурса абонентами ВС. Однако, как отмечалось ранее - это следует из системы (1.1), изменением значения можно задавать (изменять) приоритет абонента, влияя при

этом на величину гарантированного времени обслуживания заявки . Это актуально при небольшой величине информационного кадра. Однако, как отмечалось выше, сегодня выполнение данного условия характерно как для управляющих, так и для информационных ВС. Например, при , в рамках концепции АТМ получаем, что затраты составляют 15% затрат времени на передачу информационного кадра (8/53). Очевидно, что в рамках кодирования ОП абонентов может быть реализован принцип приоритетного кодирования, который состоит в кодировании ОП более важного абонента более коротким кодовым словом, с целью минимизации продолжительности доступа к ресурсу именно более приоритетного пользователя. Такой подход, справедлив из соображений учета важности абонентов, но в общем случае не дает оптимального кода в смысле эффективного использования ресурса, т.к. при кодировании приоритетов здесь уже учитываются не параметры потока требований ресурса, а исключительно важность абонентов друг относительно друга. Таким образом под приоритетным будем понимать такое кодирование приоритетов абонентов в системе с множественным их доступом к общим ресурсам, при котором целью кодирования является учет относительной важности абонентов.

Замечание. По существу, это также метод оптимального кодирования, но эффективность использования ресурса здесь уже определяется не характеристиками входного потока его требований, а возможностью назначения приоритетов реального времени (назначением приоритетов в соответствии с детерминированной моделью обслуживания в реальном времени).

Постановка задачи приоритетного кодирования выглядит следующим образом. Пусть задано множество абонентов системы {M, } характеризуемых различной важностью, которую требуется учитывать реализацией заданных соотношений длин кодов ОП , . Требуется осуществить кодирование ОП - сопоставить множеству абонентов M множество кодов приоритетов { , }, каждое из которых имеет исходно заданную длину , обеспечивающее взаимно однозначное отображение множества абонентов во множество кодовых слов и наоборот.

Рассмотрим метод приоритетного кодирования или метод построения в ВС приоритетных кодов ОП абонентов. Очевидно, что прежде всего при решении рассматриваемой задачи кодирования необходимо определить допустимые соотношения длин кодов приоритетов в системе, что позволит проверить возможность построения кода приоритета с заданным соотношением длин кодов, а при невозможности, скорректировать задаваемое соотношение. Другими словами, имея исходно заданные соотношения длин кодов, необходимо определить возможность построения приоритетного кода в принципе.

Например, возможно ли осуществить приоритетное кодирование с основанием 2 ОП семи абонентов системы кодами приоритетов с длинами (числом разрядов): 2,2,3,3,3,3,4 ? Имея положительный ответ на данный вопрос, уже можно приступать к решению собственно задачи кодирования.

Возможность построения приоритетного кода с заданными длинами кодов ОП абонентов (в общем случае неравномерного) в полной мере определяется свойствами однозначного кодирования. Поэтому здесь можно использовать неравенство Крафта для префиксных кодов [4], которое гласит, что для существования префиксного кода в алфавите объема D с длинами кодов , необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие:

(3.2)

С использованием этого неравенства может быть сформулировано условие допустимости соотношений длин кодов приоритетов абонентов при их приоритетном кодировании кодом с основанием D - может быть выбрано соотношение длин кодовых слов , , при котором выполняется неравенство (3.2).

Вернемся к нашему примеру и проверим выполняемость неравенства Крафта. Имеем , т.е. префиксный код не может быть построен. Изменим условие, рассмотрим соотношение длин кодовых слов: 2,2,3,3,3,4,4, имеем , неравенство Крафта выполняется, или может быть построен префиксный код (равенство 1 означает, что данный код не может быть улучшен).

Метод приоритетного кодирования, учитывающий задаваемое соотношение длин кодовых слов, отражающее приоритетность абонентов системы основывается на следующих положениях:

- кодирование приоритетов абонентов начинается с младшего разряда с переходом к более старшему разряду кодового слова;

- анализируемому разряду кода приоритета с меньшей заданной длиной кодового слова присваивается значение «1» (более приоритетное значение для арбитража требований ресурса), с большей длиной кодового слова - значение «0»;

- при кодировании учитывается, что Q абонентов с равной заданной длиной кода приоритетов при кодировании должны различаться в [ ] старших разрядах кодового слова, где [a] - большее целое числа a.

Применение метода для получения кода ОП абонентов для рассмотренного выше примера проиллюстрировано на рис. 3.4.

Рис. 3.4