Lab057: diagnose Lab054 symbol synchronization failures offline

docs/lab057_current_state.md

@@ -0,0 +1,123 @@
+# Lab057 — диагностика ошибок символов и заголовка Lab054
+
+## Дата
+
+10 сентября 2026 года.
+
+## Зафиксированная постановка до расчёта альтернатив
+
+Работа согласована пользователем: только сохранённые IQ, RF TX = 0,
+без обращения к оборудованию, изменения штатного PHY, коммита и push.
+Исторический Lab054 остаётся NOT_A, 0/16.
+
+Исходный HEAD: `92477a4632d2172578c859afd823e6d3b39f42a6`.
+Исходные status/diff, версии пакетов, размеры и SHA256 исходников и данных
+сохранены в `data/processed/lab057/initial_state.json` и
+`initial_worktree.diff`. Прежние изменения Lab054 не принадлежат Lab057.
+
+Карта изменений: новые `experiments/lab057_symbol_diagnosis.py`,
+`tests/test_lab057_symbol_diagnosis.py`, документы и результаты Lab057;
+после проверки — только новая запись журнала и новый раздел индекса.
+Штатные анализаторы Lab043–Lab056 и `protocol/` не редактируются.
+
+### Разделение преамбулы
+
+Индексы символов нулевые, интервалы полуоткрытые:
+
+- TRAIN = `[32, 608)`, 576 символов;
+- VALIDATION = `[672, 1248)`, 576 символов;
+- `[608, 672)` — защитный промежуток 64 символа;
+- крайние участки преамбулы исключены из обучения и проверки.
+
+RRC TX/RX имеет span 10 символов каждый. Защитный промежуток превышает
+суммарную память 20 символов, локальный сдвиг 0,5 символа и поддержку
+интерполяции ±8 исходных отсчётов. Заголовок начинается с символа 1280.
+Все альтернативные CFO/фазы оцениваются только на TRAIN. Baseline использует
+всю преамбулу, как исторически. D0/D1/D2 наследуют штатный timing, который
+также видел всю преамбулу: их VALIDATION скрыта от новой оценки CFO/фазы,
+но не от унаследованной оценки timing. D3 оценивает timing только на TRAIN
+около заранее известного начала кадра. Это диагностика при известном начале,
+а не новый независимый поиск.
+
+Дополнительно D0 наследует штатный CFO, который тоже использовал VALIDATION.
+Для D0 скрыт только участок от новой оценки комплексного h; для D1/D2 —
+от новой оценки CFO/h, при сохранённом штатном timing.
+
+### Неизменные варианты
+
+- S0: исходный строгий путь и штатная нормировка.
+- D0: штатный timing/CFO; комплексный коэффициент по TRAIN.
+- D1: тот же timing; остаточный CFO = 0; тот же коэффициент по TRAIN.
+- D2: тот же timing; максимум корреляции после снятия PRBS7 на TRAIN.
+- D3: как D2; совместный поиск timing/CFO только на TRAIN.
+
+Для 500K частотная сетка `[-250, +250]` Гц с шагом 1 Гц; после сетки
+одно параболическое уточнение внутреннего максимума, ограниченное ±0,5 шага.
+Диапазон покрывает ранее зарегистрированные штатные оценки −217…+182 Гц
+и область однозначности штатной ветви ±244,140625 Гц. Для 20K положительного
+контроля сохраняется тот же диапазон в циклах на символ: ±10 Гц, шаг 0,04 Гц;
+штатная область однозначности там ±9,765625 Гц. Граничный максимум явно
+помечается; диапазон автоматически не расширяется.
+
+D3: timing в пределах ±0,5 символа относительно известного начала,
+шаг 1/32 символа; оконная sinc-интерполяция с полуопорой 8 отсчётов.
+Критерий выбора — нормированная энергия корреляции TRAIN, без заголовка,
+VALIDATION, payload и CRC. Частота/фаза используют одну шкалу
+`t[k] = (k + 0.5) / Rs`; постоянная фаза задана при t = 0 этой шкалы.
+Снятие цифровой несущей +50 кГц сохраняется во всех вариантах.
+
+Положительные контроли: все 16 кадров сохранённого TX Lab054 и все 36
+принятых кадров сохранённого RX Lab047. Отрицательный контроль: 16
+фиксированных окон RX Lab054 вне передачи, начиная с 8 000 000 отсчётов,
+с шагом 100 000 отсчётов. Контроль не является самостоятельным поиском пакетов.
+Синтетика: фиксированные seed, фаза, остаточный CFO и дробная задержка;
+сравнение скоростей при одинаковом Es/N0, а не одинаковой мощности и N0.
+
+Никакой вариант не выбирается по CRC для отдельного кадра. При естественно
+валидном заголовке длина берётся только из него, затем вызывается существующий
+строгий декодер тела. Успешные диагностические пакеты сохраняются отдельно.
+
+### Исправление изоляции TRAIN до итогового расчёта
+
+Verifier воспроизвёл утечку через штатное вычитание среднего всего probe:
+изменение сырого VALIDATION влияло на вход оценивателя TRAIN. В штатном S0
+это историческое поведение сохраняется. Для оценивания D0–D3 используется
+короткая свёртка только сырой опоры TRAIN с её собственным средним, теми же
+RRC-коэффициентами, нормировкой и снятием +50 кГц. Опора определяется как
+`[nominal + 32*SPS - (len(taps)-1) - margin,
+nominal + 607*SPS + margin + 1)`, `margin=ceil(SPS/2)+8`.
+При 500K это `[752,10145)`, при 20K `[18992,253409)`.
+Вне этой опоры IQ не участвует даже в FFT-свёртке оценивателя.
+
+**Сами решения символов во всех вариантах используют один прежний штатный
+фильтр с глобальным DC mean.** Локальная подготовка применяется только для
+оценки параметров. Поэтому S0→D0 меняет комплексную фазовую нормировку,
+сохраняя штатные timing/CFO и символы до нормировки. Вычисляемый остаток
+относится к штатному выходу RRC, а не к локально центрированному TRAIN.
+Скрытая VALIDATION означает отсутствие её участия в новых параметрах;
+штатная предобработка выходных символов по-прежнему использует весь probe.
+Диапазоны поиска и разделение преамбулы после находки не изменялись.
+
+Остаток включает также рассогласование TRAIN-only DC подготовки оценивателя
+и глобальной DC подготовки выхода. Он не объявляется чистым шумом или
+исключительно ошибкой частотной компенсации.
+
+## Итог выполненной Lab057
+
+Полный независимый baseline воспроизведён: 100 прежних кандидатов в том же
+порядке, 100 PHY_HEADER_MAGIC_MISMATCH, 0/16, FEC/CRC NOT_REACHED.
+Ошибки VALIDATION S0/D0/D1/D2/D3: 3494/3775/3355/3440/3466 из 9216.
+Все варианты дают 0/16 заголовков и пакетов. Вклад компенсации частоты
+ограниченно подтверждён; дополнительный timing устойчивого улучшения не дал.
+TX054: все варианты 16/16; RX047: все 36/36; отрицательный контроль 0/16.
+
+19 новых тестов, полный pytest **886 passed, 0 failed**; quick_gate
+**886/31/13 PASS**, diff check PASS. Verifier подтвердил числа, сохранность,
+контроли, закрытие утечки и корректность ограничений отчёта.
+
+[Итоговый отчёт](lab057_offline_result.md),
+[машинная приёмка](../data/processed/lab057/acceptance.json),
+[манифест артефактов](../data/processed/lab057/artifact_manifest.json).
+Журнал: новая запись 051. Прежние изменения Lab054 сохранены.
+HEAD остаётся `92477a4632d2172578c859afd823e6d3b39f42a6`.
+RF TX=0; COMMIT/PUSH NOT PERFORMED. STOP; следующий анализ не запускался.