На рис.1 изображена зависимость натурального логарифма модуляционной скорости передачи цифрового сигнала либо, другими словами, полосы пропускания канала связи от времени (года реализации стандарта связи).
Точки графика почти выстраиваются в линию, что свидетельствует о существовании некой закономерности, связывающей скорость передачи цифровых данных либо модуляционной скорости соответствующей определенному стандарту мобильной связи от времени, а точнее от года реализации нового стандарта сотовой связи.
Разброс значений от прямой линии связан со многими факторами. Это, во-первых, значения скоростей передачи данных, т.е. модуляционных скоростей передачи информации взяты из открытых интернет-источников и из опубликованных печатных работ на тему стандартов мобильной связи. Авторы, зачастую, даже не указывают, о каких скоростях цифровой информации идет речь. Приходилось только догадываться из контекста, с чем имеем дело. О чем говорит тот или иной автор, о модуляционной скорости, которую измеряют в бодах. Это скорость передачи символов в цифровых системах либо ее еще понимают как скорость модуляции v. Именно модуляционная скорость определяется полосой пропускания канала связи. Либо это информационная скорость, которая является числом битов информации, передаваемых в единицу времени, т.е., как бы, «чистая» несущая. Но какие только термины не встречаются в источниках и «скорость доступа», и «ширина канала» и т.д. и т.д. Т.е. правильный выбор соответствующей цифры носит не совсем однозначный характер, но близкий к реальности. Авторы по-своему указывают год реализации стандарта мобильной связи. Или совсем не указывают, а то указывают только год начала разработок стандарта.
Много стандартов у различных разработчиков просто совпадают по времени и нужно понимать, какой правильно выбрать для обозначения поколения связи и т.д.
В связи с изложенным следует пояснить, что правила построения графика на Рис.1 заключаются в следующем:
Таким образом, получен график на Рис.1, в котором данные брались, в основном, из интернет-источников:
Анализируя полученный график, можно констатировать, что все значимые точки на Рис.1 ложатся в одной полосе шириной ln v = 6. Если аппроксимировать и заменить эту полосу некоторой средней прямой, потом вычислить параметры этой прямой, таких как угловой коэффициент k и начальную ординату b линейного уравнения
y = kx + b (1)
в котором y = ln v, b = ln M (ln M есть точка пересечения средней прямой с осью ординат ln v) и kx = a ln T (см. Рис.2), и a = tg α = Δln v/Δln T, в котором Δln v и Δln T – это отрезки BC = Δln v и AC = Δln T, где v – модуляционная скорость цифровой информации в [бит/с], а T – время в [годах].
Если собрать все значения членов в уравнении (1), то получим линейное уравнение вида
ln v = (Δln v/Δln T) ln T + ln M (2)
Пользуясь свойствами логарифмов, из (2) можно получить выражение, которое является уравнением зависимости модуляционной скорости v от года реализации стандарта T в виде
v = MT(Δln v/Δln T) (3)
В этом выражении отношение Δln v/Δln T как и M определяется из Рис. 2 и принимают значения Δln v/Δln T = 0,875 и M= 5.
Из представленной закономерности (3), если это действительно так, можно делать предсказания достижения определенных модуляционных скоростей и год их достижения, в рамках тех или иных стандартов принадлежащих определенному поколению мобильной связи.
Например, из графика на Рис.2 для значения ln v = 25 соответствующего ln T = 7,6128.
Это соответствует v = 72 Гбит/с и году потенциального достижения равному T = 2023,9 ≈ 2024. Это год достижения развитого 5G поколения мобильной связи. По крайней мере для Российской Федерации это вполне реальный год (срок).
В целом мы видим, что процесс зарождения, развития и достижения предела роста процесса передачи информационных сообщений носит восходящий характер роста скоростей передачи. Причем этот рост, как мы видим, носит какой-то упорядоченный характер, обусловленный закономерностями определенных процессов, которые происходят во время модулированной передачи импульсов при цифровой форме организации процесса связи.
Факторы, которые являются составляющими процесса передачи сигнальной информации являются:
Закономерности присущие каждому фактору, каждой форме организации процесса передачи в определенной среде и определяют скорость прохождения процесса в целом. Важным является тот фактор, который в данном периоде процесса является определяющим. Его закономерности и превалируют в процессе передачи сигнальной информации.
Например, в нашем случае среда, в которой происходит передача информации в условиях мобильной связи является воздушная среда нашей атмосферы, т.е. атмосферы Земли. Это газ определенного состава, находящийся при определенной температуре, давлении и плотности и эти факторы, обуславливающие скорость распространения электромагнитных волн в воздушной среде и являются факторами закономерности, определяющими общую закономерность их распространения в воздушной среде и их скорость.
Температура, давление, состав и плотность газа определяют его электропроводность, диэлектрические свойства и показатель преломления. Закономерности распространения электромагнитного излучения при существующих параметрах среды и определяют отчасти закономерности процесса передачи сигнальной информации и его скорость.