327 lines
27 KiB
Markdown
327 lines
27 KiB
Markdown
# Lab056 — подготовка сравнения 20 и 500 ксимв/с в одной сессии
|
||
|
||
Подготовка 9 сентября 2026 года; корректировка OTA 10 сентября 2026 года.
|
||
Lab056 завершила единственный разрешённый OTA ABAB-сеанс 10 сентября.
|
||
Принятая мощность B/A +0,108895 дБ, коэффициент передачи по мощности
|
||
−0,163042 дБ, энергия символа −13,870505 дБ. Прежний провал 15,41 дБ
|
||
не воспроизвёлся. [Полный RF-отчёт](lab056_rf_result.md).
|
||
Выполненных передач 1, повторов 0; **RF TX сейчас = 0, STOP**.
|
||
Ниже сохранено описание этапов подготовки и preflight; актуальный итог
|
||
приведён в RF-отчёте и в заключительном блоке состояния.
|
||
|
||
Простыми словами: для будущего опыта создан файл, который дважды чередует
|
||
медленную и быструю передачу с практически одинаковой цифровой амплитудой.
|
||
Анализатор на искусственных записях различает равное усиление и падение на 6 дБ.
|
||
Как изменятся полезный принятый сигнал и фон между A/B в реальном эфире,
|
||
ещё не измерено; пока записан только RX-фон без TX.
|
||
Одинаковый TX VGA и одинаковая цифровая мощность не доказывают одинаковую
|
||
мощность на выходе HackRF. Для абсолютных ватт/dBm нужен калиброванный прибор.
|
||
|
||
## Зафиксированная база и границы задания
|
||
|
||
По новому явному разрешению пользователя создан коммит Lab055:
|
||
|
||
`5add95ecb8865f59075bbbced08d97b183fb3b48`
|
||
|
||
`Lab055: audit received signal energy across symbol rates`
|
||
|
||
В коммите ровно семь файлов: анализатор и тесты Lab055, её отчёт, два JSON
|
||
результата, только запись 046 журнала и только раздел Lab055 индекса.
|
||
Предшествующие незакоммиченные изменения Lab054 сохранены в рабочем каталоге.
|
||
Перед коммитом quick_gate: 823 теста, 28 функциональных проверок, 13 штатных
|
||
пропусков; pytest: 823 passed, 0 failed. Push не выполнялся.
|
||
|
||
Lab055 установила почти равную цифровую мощность активного TX
|
||
(1950,308/1950,598 код²), снижение согласованной RX-компоненты на 15,413 дБ
|
||
и сопоставимый фон в одинаковой полосе. Разные аппаратные сессии не позволяют
|
||
приписать это снижение одной скорости. Lab054 остаётся **NOT_A, 0/16**.
|
||
Повторно проверены все 34 SHA-256 входов Lab055: изменений нет.
|
||
|
||
Пользователь осознанно изменил методику: необходимого SMA-переходника нет,
|
||
поэтому сейчас выполняется подготовка контролируемого эфирного ABAB.
|
||
Кабельный контроль TX → 30 дБ → RX отложен до получения переходника
|
||
и будет отдельной проверкой, без автоматического запуска после Lab056.
|
||
|
||
Схема: MASTER TX → TX-антенна → свободное пространство → RX-антенна → SLAVE RX.
|
||
На всю ABAB сохраняются антенны, кабели, одинаковая поляризация, расстояние,
|
||
ориентация, положение оборудования, частота, усиления и common clock.
|
||
Антенны не трогают; по возможности исключают движение людей возле них.
|
||
Внешние PA и LNA, в том числе TQP3M9037, не используются.
|
||
|
||
`RF_FREQ = USER_AUTHORIZED_RF_HZ = 1400000000`: значение сообщил пользователь.
|
||
Частоту, разрешённую для лаборатории, определяет пользователь. Страна и
|
||
границы национальных диапазонов больше не являются обязательными полями
|
||
runner; повторное исследование национальной регуляторики не проводилось.
|
||
1400 МГц не подставляется по умолчанию. Mock-значения 915/916 МГц также
|
||
не являются выбором частоты для аппаратного опыта.
|
||
|
||
| Параметр эфирной схемы | Текущее значение |
|
||
|---|---|
|
||
| Центральная RF-частота | 1400000000 Гц, только лабораторная Lab056 |
|
||
| TX-антенна / RX-антенна | Имеющиеся антенны 1400 МГц по описанию пользователя; модели/маркировка не сообщены |
|
||
| Расстояние TX–RX | Примерно 3–5 м по заданию; точное измерение не сообщено |
|
||
| Взаимная ориентация и поляризация | Одинаковые, антенны неподвижны, по заданию пользователя |
|
||
| Прямая видимость LOS / отсутствие прямой видимости NLOS | LOS |
|
||
|
||
После конкретного RF_FREQ выполнен аппаратный RX-only preflight, PASS.
|
||
Сейчас STOP. TX — только после отдельного разрешения на один ABAB-сеанс.
|
||
Само сообщение частоты не является разрешением на TX. Частота 1400 МГц
|
||
не назначена рабочей частотой SDR_Rover: ориентир около 180 МГц и варианты
|
||
50/144 МГц рассматриваются отдельно, вне Lab056.
|
||
|
||
## Подготовленный TX
|
||
|
||
Файл: `data/raw/lab056/tx_abab.cs8`, signed int8 IQ, 21 177 088 байт.
|
||
SHA-256: `5b34bbe1a8e6d037d2d6d367a74e9eb84e8940db7da61600ffaa7f7497d4f600`.
|
||
Параметры сохранены в `data/raw/lab056/tx_metadata.json` и
|
||
[preparation.json](../data/processed/lab056/preparation.json).
|
||
|
||
Используются прежние PRBS7, BPSK и RRC из тракта Lab043/Lab042:
|
||
roll-off 0,35, span 10 символов, защитные участки по 16 символов.
|
||
Fs = 8 000 000 комплексных отсчётов/с, цифровая несущая +50 кГц.
|
||
Алгоритмы PHY/FEC/CRC, пороги и штатный приёмник не изменялись.
|
||
|
||
| Параметр | A: 20 ксимв/с | B: 500 ксимв/с |
|
||
|---|---:|---:|
|
||
| Отсчётов на символ | 400 | 16 |
|
||
| Полезных PRBS7-символов | 4096 | 102400 |
|
||
| Длительность активных символов | 0,204800 с | 0,204800 с |
|
||
| Длительность сегмента с защитными участками | 0,206900 с | 0,204884 с |
|
||
| RMS всего сегмента после int8 | 44,004413 код | 44,001925 код |
|
||
| Средняя мощность всего сегмента | 1936,388382 код² | 1936,169379 код² |
|
||
| RMS активного участка | 44,227281 код | 44,010867 код |
|
||
| Средняя мощность активного участка | 1956,052408 код² | 1936,956395 код² |
|
||
| Клиппинг | 0 | 0 |
|
||
|
||
Разница средней мощности B/A всего сегмента: **−0,000491 дБ**,
|
||
критерий подготовки |разница| ≤ 0,01 дБ выполнен. Активные участки отличаются
|
||
на −0,042606 дБ из-за разной доли защитных участков; это явно сохранено
|
||
в метаданных и учитывается при сравнении коэффициента передачи.
|
||
RMS указан в кодах, средняя мощность — RMS² в код².
|
||
|
||
Последовательность: gap → A1 → gap → B1 → gap → A2 → gap → B2 → gap.
|
||
Каждый gap длится 0,1 с. A1 и A2 совпадают побайтно; B1 и B2 тоже.
|
||
Один файл содержит 10 588 544 комплексных отсчёта, **1,323568 с**.
|
||
План RX: 24 000 000 отсчётов, **3 с**, запуск на 0,5 с раньше TX.
|
||
|
||
Важно: gap — нулевые цифровые IQ при работающем TX-процессе.
|
||
Это не выключение передатчика; утечка несущей и собственный фон возможны.
|
||
Полная длительность файла включает эти участки.
|
||
|
||
## Измерения сохранённого RX
|
||
|
||
Анализатор `experiments/lab056_abab_energy.py` сначала ищет всю ABAB
|
||
корреляцией с известным TX: шаг 32 отсчёта, сетка остаточного частотного
|
||
смещения (CFO) от −2 до +2 Гц с шагом 0,25 Гц. Затем существующий метод
|
||
Lab055 уточняет задержку, CFO, фазу, постоянное смещение и комплексный
|
||
коэффициент на обучающих плитках; мощность компоненты и остатка проверяется
|
||
на отдельных плитках. При недостаточном совпадении результат UNKNOWN.
|
||
Порог 0,05 относится только к этой диагностической локализации;
|
||
он не меняет пороги PHY/CRC и не даёт независимого приёма пакетов.
|
||
|
||
Прореживание без фильтра используется только при грубом поиске. Мощности
|
||
и спектры вычисляются по исходным полным отсчётам. RX не масштабируется
|
||
для искусственного выравнивания A/B.
|
||
|
||
Для каждого A1/B1/A2/B2 сохраняются:
|
||
|
||
- Полная средняя IQ-мощность `mean(|r|²)` и мощность после удаления среднего
|
||
(AC), RMS, постоянное смещение, пик и клиппинг.
|
||
- Два ближайших окна фона по 60 мс в соседних нулевых цифровых участках.
|
||
Дополнительно — доступные окна по 50 мс вне всей последовательности.
|
||
Внешние окна нельзя автоматически назвать RF OFF без проверки времён
|
||
запуска/остановки: в текущей подготовке аппаратного фона ещё нет.
|
||
- Разность AC-мощности и среднего локального фона. Разброс оценивается
|
||
по неперекрывающимся блокам 4 мс, включая отличие фона до и после сегмента.
|
||
Если превышение не больше трёх оценок неопределённости, итоговая мощность
|
||
полезного сигнала `null`, а исходная разность сохраняется. Это критерий
|
||
численной устойчивости, не калиброванный доверительный интервал.
|
||
- Комплексный коэффициент `h = sum(conj(s)*r) / sum(|s|²)` после согласования
|
||
и удаления постоянного смещения; сравнивается `|h|²`.
|
||
- Мощность согласованной компоненты и остатка. Остаток включает шум и
|
||
искажения, которые не описывает модель; это не чистый тепловой шум.
|
||
- Интегральная мощность спектра Welch в полосах 27 и 675 кГц вокруг
|
||
+50 кГц. Для A штатная полоса 27 кГц, для B — 675 кГц;
|
||
обе полосы записываются также для сравнения фона в одинаковых условиях.
|
||
|
||
Отдельно для двух пар сохраняются B/A в дБ по принятой мощности после
|
||
вычитания фона, по `|h|²`, по согласованной компоненте и по её энергии
|
||
символа `P/Rs`. Единицы мощности — коды RX², энергии — код²·с;
|
||
это относительные цифровые оценки, не калиброванные ватты и джоули.
|
||
При одинаковой принятой мощности рост скорости в 25 раз даст уменьшение
|
||
энергии символа на 13,9794 дБ. Равенство принятой мощности сначала проверяется.
|
||
|
||
Корректировка добавляет явный вывод `h.real`, `h.imag` и фазы относительно
|
||
начала активного участка. Он вычисляется на тех же обучающих плитках
|
||
при уже найденном CFO; его модуль проверяется на совпадение с моделью
|
||
Lab055. Алгоритм согласования и разделение обучения/проверки сохранены.
|
||
|
||
Отдельно выводятся A2/A1 и B2/B1: полная raw-мощность, фон, полезная
|
||
мощность после вычитания фона, `|h|²` и согласованная компонента.
|
||
Итоговые X/Y/Z в `comparison_summary` используют отношение средних
|
||
линейных мощностей двух B к двум A. X — полезная принятая мощность
|
||
после вычитания фона, Y — `|h|²`, Z — энергия символа этой же полезной
|
||
мощности. Если вычитание фона неустойчиво хотя бы в одном сегменте,
|
||
X/Z остаются `null`; компонентные метрики и повторяемость сохраняются.
|
||
|
||
## Проверка искусственными записями
|
||
|
||
Созданы две явно синтетические записи CS8 по 3 с: одинаковое усиление
|
||
обоих режимов и уменьшение амплитуды B вдвое (мощность −6,020600 дБ).
|
||
В модель добавлены шум, постоянное смещение, CFO +0,2 Гц, фаза и неизвестное
|
||
для поиска начало 4 160 013 отсчётов. Известное начало записано в результат
|
||
после анализа и не передавалось алгоритму поиска.
|
||
|
||
| Вход модели | Пара | Разница принятой мощности B/A | Разница `|h|²` B/A | Разница энергии согласованной компоненты |
|
||
|---|---:|---:|---:|---:|
|
||
| Одинаковое усиление | 1 | −0,051497 дБ | +0,001786 дБ | −14,019673 дБ |
|
||
| Одинаковое усиление | 2 | −0,041310 дБ | −0,002894 дБ | −14,024352 дБ |
|
||
| B: −6,020600 дБ | 1 | −6,050214 дБ | −6,014144 дБ | −20,035602 дБ |
|
||
| B: −6,020600 дБ | 2 | −6,028048 дБ | −6,022175 дБ | −20,043634 дБ |
|
||
|
||
Обе проверки PASS: ошибка коэффициента передачи в каждой паре меньше
|
||
заданных 0,3 дБ. Разница принятой мощности включает небольшое различие
|
||
цифровой мощности активных участков. Это результаты модели, не RF Lab056.
|
||
Данные: [равное усиление](../data/processed/lab056/software_equal.json),
|
||
[ослабление B](../data/processed/lab056/software_minus6db.json).
|
||
|
||
При корректировке те же сохранённые IQ проанализированы без перегенерации.
|
||
Прежние файлы результатов сохранены; новые сводки:
|
||
[равное усиление, OTA summary](../data/processed/lab056/software_equal_ota_summary.json),
|
||
[ослабление B, OTA summary](../data/processed/lab056/software_minus6db_ota_summary.json).
|
||
|
||
| Искусственная запись | X: мощность B/A | Y: коэффициент передачи B/A | Z: энергия символа B/A | Повтор `|h|²`, A2/A1 | Повтор `|h|²`, B2/B1 |
|
||
|---|---:|---:|---:|---:|---:|
|
||
| Равное усиление | −0,046404 дБ | −0,000553 дБ | −14,025804 дБ | −0,002308 дБ | −0,006988 дБ |
|
||
| B: −6,020600 дБ | −6,039124 дБ | −6,018156 дБ | −20,018524 дБ | −0,002308 дБ | −0,010340 дБ |
|
||
|
||
Это по-прежнему результаты программной модели. Они не устанавливают
|
||
величину эфирного различия Lab056.
|
||
|
||
Повторный анализ существующего файла с новым именем результата:
|
||
|
||
```powershell
|
||
python experiments/lab056_abab_energy.py analyze --rx data/raw/lab056/synthetic_equal.cs8 --output data/processed/lab056/recheck_equal.json
|
||
```
|
||
|
||
Существующие выходные файлы не перезаписываются. Команды `prepare` и
|
||
`software` создают данные только при отсутствии соответствующих файлов.
|
||
|
||
## Подготовка однократного аппаратного запуска
|
||
|
||
`experiments/lab056_capture_runner.py` не имеет аппаратного CLI. Без конкретного
|
||
положительного целого RF_FREQ из задания пользователя аппаратные действия
|
||
не начинаются. Частота одинакова для всех RX-команд и единственной TX-команды;
|
||
цифровая несущая остаётся +50 кГц. Страна/регуляторная полоса не запрашиваются
|
||
программой. Геометрия сохраняется вместе с частотой в отдельном OperatingPoint.
|
||
|
||
Роли плат сохранены: MASTER/TX `000000000000000097c063dc323b97d3`,
|
||
SLAVE/RX `000000000000000097c063dc2e5327d3`. Планируется прежнее тактирование
|
||
10 МГц TCXO → MASTER → CLKOUT → SLAVE CLKIN. Требуются оба reg29 = 0x26
|
||
и SLAVE CLKIN = DETECTED после короткого RX-start. Сначала логика проверена
|
||
mock-вызовами; теперь эти значения подтверждены аппаратным preflight.
|
||
|
||
Вызов `preflight_only` после получения RF_FREQ проверит инвентаризацию,
|
||
common clock и сохранит 0,1 с RX без TX на заданной частоте при RX 24/24 дБ.
|
||
Он проверит размер, явный нулевой счётчик потерь, уровень и клиппинг,
|
||
запишет `preflight_result.json`, выключит CLKOUT и завершится с STOP.
|
||
Любая TX-команда внутри этого этапа запрещена обёрткой runner.
|
||
Файл попытки создаётся эксклюзивно; автоматического повтора нет.
|
||
|
||
После отдельного разрешения `capture_once` потребует PASS preflight той же
|
||
частоты, геометрии и SHA TX. Поскольку после preflight CLKOUT выключены,
|
||
перед фактическим сеансом опора проверяется заново при запуске. Это проверка
|
||
готовности перед единственным TX, а не повтор передачи.
|
||
|
||
TX VGA 10 дБ, RX LNA/VGA 24/24 дБ, RF amplifier и Bias-Tee OFF,
|
||
Fs 8 Мвыб/с фиксированы на всю ABAB. RX запускается первым; затем допускается
|
||
один TX-процесс с конечным числом отсчётов, без `-R`. Маркер попытки создаётся
|
||
эксклюзивно; ошибка расходует попытку, автоматического повтора нет.
|
||
Требуются процессы CLEAR до/после, правильный размер RX, явные нулевые
|
||
RX overruns/TX underruns и успешное выключение CLKOUT обеих плат.
|
||
После упреждения RX проверяются последние 65 536 записанных отсчётов:
|
||
при rail-кодах −128/127 TX не запускается, RF TX=0 и STOP. Полная запись
|
||
проверяется также после ABAB. Если клиппинг появился только при передаче,
|
||
фиксируется RF TX=1 и невалидное измерение без повтора. Уже выполненная
|
||
передача не переобозначается нулём. В отчёте сохраняются RMS, пики I/Q,
|
||
доли клиппинга; отсутствие rail-кодов само по себе не доказывает отсутствие
|
||
аналоговой компрессии. Gain не меняется автоматически ни в одном сценарии.
|
||
Аппаратные помощники переиспользованы из существующей Lab054; её файлы
|
||
`experiments/lab054_hardware_control.py` и `tools/hackrf_process_check.py`
|
||
включаются в фиксацию Lab056 как необходимые зависимости вместе с их
|
||
двумя тестовыми файлами. Без них runner Lab056 не импортируется в чистой
|
||
копии репозитория, что независимо воспроизведено verifier. Старые отчёты,
|
||
данные и записи журнала Lab054 в эту фиксацию не входят. Реализации
|
||
зависимостей не переписывались; аппаратная логика осталась проверенной.
|
||
|
||
Verifier независимо подтвердил SHA/размеры TX, нулевые gaps, побайтную
|
||
повторяемость A/B и пересчитал коэффициенты передачи вторым методом.
|
||
Он воспроизвёл ошибку разбора журнала `1 RX overruns\n0 overruns`;
|
||
исправленный разбор отклоняет ненулевые, неизвестные и неразобранные
|
||
счётчики. Повторные mock-вызовы `capture_once` закрыли находку.
|
||
Остаточных воспроизведённых находок нет. Оборудование verifier не использовал.
|
||
|
||
Исходная подготовка: 34 целевых теста passed; quick_gate: 857 тестов,
|
||
30 функциональных проверок, 13 штатных пропусков, PASS. Полный pytest:
|
||
857 passed, 0 failed, 96,50 с (кеш отключён из-за прежнего отказа доступа).
|
||
`git diff --check`: PASS. Машинная сводка:
|
||
[acceptance.json](../data/processed/lab056/acceptance.json).
|
||
|
||
Корректировка OTA: 44 целевых теста PASS; quick_gate 867 тестов /
|
||
30 функциональных проверок / 13 штатных пропусков, PASS; pytest
|
||
867 passed, 0 failed, 89,32 с. Verifier исполнил все 44 сценария
|
||
в памяти без файлов и оборудования; остаточных находок нет.
|
||
Новая сводка [ota_correction.json](../data/processed/lab056/ota_correction.json)
|
||
дополняет исходную acceptance, не заменяя исторические 857 passed.
|
||
|
||
## Как читать будущий эфирный результат
|
||
|
||
Эфирный ABAB сравнит весь путь: TX, антенны, распространение, RX. Малое
|
||
различие означает, что большой провал не воспроизведён в этом пути и этой
|
||
сессии. Оно не доказывает равенство мощности непосредственно на выходе TX.
|
||
Большое повторяемое различие тоже нельзя автоматически отнести внутрь
|
||
HackRF: частотная избирательность антенн и многолучевого распространения
|
||
остаётся частью измерения. Для отделения аппаратного эффекта пригодится
|
||
отдельно согласованный кабельный или калиброванный измерительный опыт.
|
||
|
||
Ни необходимость PA, ни изменение результатов Lab047/Lab054 из этой
|
||
подготовки не следуют. Архитектура проекта сохраняется: управление через
|
||
RadioMaster/ExpressLRS/CRSF, SDR — видеотракт с целью минимум 5 свежих кадров/с.
|
||
|
||
## Состояние перед STOP
|
||
|
||
```text
|
||
LAB055 COMMIT = 5add95ecb8865f59075bbbced08d97b183fb3b48
|
||
NEW HEAD = 5add95ecb8865f59075bbbced08d97b183fb3b48
|
||
LAB056 RESULT = OTA_ABAB_VALID_LARGE_DROP_NOT_REPRODUCED_STOP
|
||
PHYSICAL CONNECTION = OTA, LOS, fixed antennas, same polarization/orientation, approximately 3-5 m per user
|
||
RF FREQUENCY = 1400000000 Hz (Lab056 test only)
|
||
A SYMBOL RATE = 20 ksymbol/s
|
||
B SYMBOL RATE = 500 ksymbol/s
|
||
TX RMS A = 44.004413 code
|
||
TX RMS B = 44.001925 code
|
||
TX POWER DIFFERENCE B/A = -0.000491 dB (whole segment)
|
||
ABAB TX DURATION = 1.323568 s
|
||
RX PLANNED DURATION = 3 s, lead 0.5 s
|
||
COMMON CLOCK PREFLIGHT = HARDWARE PASS, both reg29=0x26, SLAVE CLKIN=DETECTED
|
||
RX PREFLIGHT = PASS, 800000 complex samples, 0.1 s, overruns=0
|
||
CLIPPING = 0
|
||
READY FOR ANOTHER TX = NO (authorized single attempt consumed)
|
||
COMPLETED TX SESSIONS = 1
|
||
AUTOMATIC TX REPEATS = 0
|
||
RX ABAB RECORD = 24000000 complex samples, 3 s, clipping=0, overruns=0
|
||
TX UNDERRUNS = 0
|
||
RECEIVED POWER DIFFERENCE B/A = +0.108895 dB
|
||
TX-MATCHED CHANNEL GAIN DIFFERENCE B/A = -0.163042 dB
|
||
ENERGY PER SYMBOL DIFFERENCE = -13.870505 dB
|
||
BASELINE pytest = 857 passed (сохранённый результат подготовки)
|
||
quick_gate = PASS, 867 tests / 30 functional / 13 skipped
|
||
pytest = PASS, 867 passed / 0 failed (после корректировки)
|
||
git diff --check = PASS
|
||
RF TX = 0
|
||
LAB056 COMMIT = NOT_PERFORMED
|
||
PUSH = NOT_PERFORMED
|
||
CURRENT SINGLE-TX AUTHORIZATION = CONSUMED
|
||
STOP
|
||
```
|