Lab060: validate decision-directed carrier tracking

docs/lab060_current_state.md

@@ -0,0 +1,85 @@
+# Lab060 — зафиксированный план сопровождения несущей
+
+## Границы
+
+Lab060 выполняется только по сохранённым файлам Lab056, Lab054 и Lab047 и на
+синтетических данных. Оборудование не опрашивается, аппаратные команды не
+выполняются, `RF TX = 0`. Исторический результат Lab054 остаётся `NOT_A, 0/16`.
+Штатный приёмник, BPSK, RRC, преамбула, заголовок, FEC, CRC, формат пакета,
+скорости, timing и packet acquisition не изменяются. Реализация остаётся
+диагностической ветвью Lab060.
+
+Исходный HEAD после фиксации Lab059:
+`e16ec23fdb57e95ade46e9b6abc215502fca0686`.
+
+## Информационная граница
+
+P3 получает известную 1280-символьную преамбулу и формирует начальные частоту и
+фазу. Начиная с первого символа после преамбулы T1 и T2 получают только текущий
+комплексный символ, собственное решение `+1/-1` и своё предыдущее состояние.
+Правильные header и payload, magic, JPEG, CRC, TX waveform полезной части,
+whole-burst CFO/phase и будущие символы в работу петли не поступают. TX truth
+подключается после завершения траектории только для диагностических метрик.
+
+## Методы
+
+- **T0 P3_FIXED.** Начальные частота и фаза P3 экстраполируются на весь burst
+  без сопровождения. До разработки альтернатив этот baseline должен
+  воспроизвести среднюю SER Lab056 B `3,616990%`.
+- **T1 DD_PHASE_ONLY.** Частота остаётся начальной P3. После каждого собственного
+  решения приёмника фазовое состояние получает поправку первого порядка.
+- **T2 DD_PHASE_FREQUENCY.** Петля второго порядка обновляет фазу и частоту.
+
+Нормированный фазовый детектор вычисляет угол между скорректированным символом
+и собственным hard decision. Амплитуда в детектор не входит. Одиночная поправка
+ограничена `±pi/3`; это заранее заданное ограничение выброса.
+
+Для T1 коэффициент фазы равен
+`1-exp(-2*pi*normalized_bandwidth)`. Для T2 используются стандартные
+коэффициенты второго порядка:
+
+`theta = Bn / (zeta + 0.25/zeta)`
+
+`alpha = 4*zeta*theta / (1 + 2*zeta*theta + theta^2)`
+
+`beta = 4*theta^2 / (1 + 2*zeta*theta + theta^2)`
+
+где `zeta = 1/sqrt(2)`, `Bn` — нормированная полоса в долях symbol rate,
+`alpha` — фазовая поправка в радианах на радиан ошибки, а `beta` — поправка
+нормированной угловой частоты в радианах на символ.
+
+## Настройка до реальных данных
+
+Заранее ограниченный набор `Bn`:
+
+`0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,004`.
+
+T1 и T2 выбираются раздельно только на synthetic 500 ксимв/с с EVM `0,845350`.
+Сетка начальной ошибки частоты:
+`0, ±0,25, ±0,5, ±1, ±2, ±5, ±10 Гц`; ошибки начальной фазы:
+`−0,35; 0; +0,35 рад`. Для всех кандидатов используются одинаковые fixed seeds.
+Каждая из 39 комбинаций стартовых ошибок имеет один фиксированный шумовой
+вариант, одинаковый для всех пяти кандидатов. Критерий выбора по порядку:
+минимальная доля катастрофических срывов, затем
+минимальная средняя SER, затем более узкая полоса. После выбора параметры
+замораживаются и не меняются по результатам Lab056, Lab054 или Lab047.
+
+Независимая validation использует другие seed и две реализации каждой
+комбинации, обе скорости, три фиксированных
+EVM `0,317390; 0,55; 0,845350` и ту же сетку начальных ошибок. Чистые точки
+проходят действующие генератор Lab056, Fs 8 Мвыб/с, квантование и TX/RX RRC;
+контролируемый AWGN добавляется после выбора символов.
+
+## Потеря захвата
+
+Полезная часть делится на 16 равных временных блоков. `LOSS_OF_LOCK` фиксируется,
+если два соседних блока имеют SER не менее 25%. Восстановление фиксируется, если
+после срыва появляются два соседних блока с SER не более 10%. Это диагностический
+критерий после факта: он использует truth, но не CRC и не влияет на петлю.
+
+Для background дополнительно применяется оракул-независимый показатель
+`mean(cos(2*phase_detector_error))` по каждому блоку. Порог BPSK lock равен
+`0,15`; устойчивый lock требует не менее 12 из 16 блоков и не допускает трёх
+соседних незахваченных блоков.
+
+Lab060 не коммитируется. Push не выполняется. Lab061 автоматически не создаётся.