SDR-Rover/PROJECT_LOG.md

Инженерный журнал SDR Rover Link

Назначение журнала

Этот файл содержит хронологию разработки проекта SDR Rover Link.

В журнале фиксируются:

• выполненные работы;
• полученные результаты;
• обнаруженные ошибки;
• принятые технические решения;
• результаты экспериментов;
• планы следующего этапа.

Записи не следует удалять. Если решение изменилось, необходимо добавить новую запись и объяснить причину изменения.

---

Запись 001

Дата

10 июля 2026 года

Тема

Создание структуры проекта и локального Git-репозитория.

Выполнено

1. Проверена установленная версия Git:

git version 2.51.1.windows.1

---

Запись 002

Дата

27 июля 2026 года

Тема

Завершение Lab028: пакетирование синхронного BASE + ROI.

Выполнено

• Реализован фиксированный бинарный заголовок размером 32 байта.
• Добавлены packet CRC32 для заголовка и payload и object CRC32 для полного JPEG.
• Исследованы размеры payload 64, 128, 256, 512 и 1024 байта.
• Размер payload 512 байт принят как рабочий кандидат.
• Окончательный выбор размера пакета перенесён в Lab029.

---

Запись 003

Дата

27 июля 2026 года

Тема

Завершение Lab029: моделирование потерь и ошибок видеопакетов.

Выполнено

• Исследованы независимые потери пакетов и независимые битовые ошибки.
• Проверены короткие, средние и длинные серии потерь по модели Gilbert–Elliott.
• Выполнено сравнение payload 256, 512 и 1024 байта.
• Подтверждены packet CRC32, изоляция соседних кадров и атомарная сборка BASE + ROI.
• Зафиксировано ограничение пакетной временной шкалы Lab029.
• Сравнение помех одинаковой физической длительности перенесено в Lab029B.

---

Запись 004

Дата

27 июля 2026 года

Тема

Завершение Lab029B: временная модель серийных потерь.

Выполнено

• Помехи смоделированы на непрерывной временной шкале.
• Контрольная скорость передачи установлена равной 300 кбит/с.
• Исследованы средние длительности Bad 10, 50, 200 и 1000 мс.
• Payload 512 байт выбран для дальнейшей разработки.
• Payload 1024 байта оставлен резервным вариантом.
• Подтверждено, что без исправления ошибок возможны длительные прерывания видеопотока.

---

Запись 005

Дата

29 июля 2026 года

Тема

Завершение Lab030: блочное исправление стираний.

Выполнено

• Реализовано блочное исправление стираний над GF(256).
• Проверены режимы без исправления, 8+1, 8+2 и 8+4.
• Режим 8+2 выбран основным рабочим режимом.
• Режим 8+4 оставлен контрольным.
• Подтверждено, что без перемежения продолжительные серии потерь не исправляются.
• Следующая лабораторная посвящена перемежению пакетов.

---

Запись 006

Дата

29 июля 2026 года

Тема

Завершение Lab031: перемежение блоков исправления ошибок.

Выполнено

• Исследовано перемежение блоков исправления ошибок.
• Проверены глубины D=1, 2, 4 и 8.
• Подтверждено, что глубокое перемежение повышает задержку сильнее, чем полезность для операторского видеопотока.
• D=1 оставлен основным режимом.
• D=2 сохранён как резервный вариант.
• D=4 и D=8 исключены из основной линии разработки.
• Следующая лабораторная подбирает размер блока и количество проверочных пакетов.

---

Запись 007

Дата

29 июля 2026 года

Тема

Завершение Lab032: параметры блочного исправления потерянных пакетов.

Выполнено

• Исследованы параметры блочного исправления потерянных пакетов.
• Сравнивались режимы без исправления, 4+1, 8+2, 12+3, 6+2, 8+3, 4+2 и 8+4.
• Режим 12+3 выбран основным.
• Его транспортный поток составляет 226,951 кбит/с.
• Запас до контрольных 300 кбит/с составляет 73,049 кбит/с.
• Режим 8+4 оставлен усиленным экспериментальным вариантом.
• Режим 8+3 не принят из-за отсутствия устойчивого преимущества.
• Подтверждено, что продолжительные помехи нельзя компенсировать только увеличением числа проверочных пакетов.
• Следующий этап посвящён совместной передаче команд, телеметрии и видео с приоритетным обслуживанием.

---

Запись 008

Дата

3 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab033: общий пакет канала и приоритетное обслуживание.

Выполнено

• Добавлен общий 32-байтный заголовок канала для команд, телеметрии и видео.
• Общая предложенная нагрузка составляет 258,214 кбит/с.
• Подтверждено, что FIFO не обеспечивает требуемую задержку команд.
• Выбран строгий приоритет с заменой устаревших состояний.
• Аварийная команда имеет наивысший приоритет.
• Скорость 260 кбит/с практически полностью загружена.
• При 230 кбит/с видеоданные накапливаются и устаревают.
• Итоговое восстановление всех кадров после освобождения очереди не означает работу видео в реальном времени.
• Расчёты и графики выполнены с Matplotlib 3.11.1.
• Следующий этап посвящён отбрасыванию устаревших видеокадров.

---

Запись 009

Дата

3 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab034: реактивное отбрасывание устаревших видеокадров.

Выполнено

• Сравнены непрерывные FEC-блоки и блоки, выровненные по составным кадрам.
• Выравнивание увеличивает видеопоток на 5,975 кбит/с, или на 2,633%.
• При 300 кбит/с удаление кадров не требуется.
• При 260 кбит/с ограничения 1000 и 1500 мс не срабатывают, а ограничение 500 мс уже чрезмерно.
• При 230 кбит/с реактивное удаление устаревших кадров уменьшает очередь, но резко снижает частоту обновления.
• Ограничение 500 мс оставляет только 3 из 63 кадров.
• Ограничение 1500 мс оставляет 27 из 63 кадров.
• Подтверждено, что короткая очередь сама по себе не означает свежее изображение.
• Текущая реактивная политика не принята.
• Следующий этап посвящён упреждающему допуску кадров и обслуживанию видео целыми кадрами.

---

Запись 010

Дата

3 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab035: упреждающий допуск и обслуживание видео целыми составными кадрами.

Выполнено

• Lab035 исследует упреждающий допуск и обслуживание видео целыми составными кадрами.
• Начатый кадр всегда передаётся полностью.
• Команды и телеметрия могут передаваться между его пакетами.
• Реактивное удаление Lab034 окончательно не принято.
• Основная политика — хранение только самого свежего не начатого кадра.
• При 230 кбит/с опубликовано 56 из 63 кадров с частотой около 2,6 кадра/с.
• Бесполезно переданных видеобайтов нет.
• Очередь из двух кадров увеличивает возраст изображения.
• Прогноз 1000 мс не дал преимущества над более простой политикой.
• Прогноз 500 мс чрезмерно снижает частоту обновления.
• Следующая лабораторная проверяет долговременную устойчивость и изменение пропускной способности канала.

---

Запись 011

Дата

3 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab036: долговременная устойчивость видеопланировщика при изменении пропускной способности.

Выполнено

• Lab036 проверяет видеопланировщик на протяжении 600 секунд.
• Расчётный рост очереди без удаления совпал с моделью.
• При 230 кбит/с очередь без удаления выросла до 4139 пакетов.
• 95-й процентиль возраста изображения достиг 74,6 секунды.
• Плавное поступление сильно устаревших кадров непригодно для управления.
• Политика хранения только самого свежего не начатого кадра ограничивает очередь.
• При 230 кбит/с она обеспечила около 2,615 кадра/с.
• После восстановления скорости возраст изображения снизился ниже 500 мс за 0,077 секунды.
• Политика двух ожидающих кадров оставлена резервной.
• Следующая лабораторная объединяет планировщик с моделью ошибок радиоканала и защитой команд управления.

---

Запись 012

Дата

4 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab037: полный транспорт с серийными потерями и повторением критических команд.

Выполнено

• Lab037 объединяет видеопоток, обычные и аварийные команды, телеметрию и временные серийные потери пакетов.
• Близкие повторные копии команд часто попадают в один и тот же интервал помехи.
• Повторение Lab037 лишь умеренно уменьшило долю недоставленных управляющих состояний.
• Максимальный промежуток без свежей команды остался более одной секунды.
• Своевременная доставка аварийной команды по радиоканалу не гарантируется.
• Для безопасного поведения при потере связи требуется локальный сторожевой таймер на ровере.
• Следующий этап исследует сторожевой таймер, временно разнесённую аварийную команду и подтверждение получения.

---

Запись 013

Дата

4 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab038: локальный сторожевой таймер и подтверждаемая аварийная команда.

Выполнено

• Lab038 исследует локальный сторожевой таймер, разнесённую аварийную команду и подтверждение получения.
• Три инварианта безопасности не нарушены ни разу.
• Подтверждение не является условием выполнения аварийной остановки.
• Режим с подтверждением сохранил итоговую доставку аварийной команды 99,694%.
• Среднее число аварийных копий уменьшилось с 11 до 1,071.
• Дополнительная нагрузка подтверждаемого режима составляет около 0,0093 кбит/с.
• Дополнительное повторение обычных команд не принято как основной режим.
• Порог 100 мс вызывает слишком частые безопасные остановки.
• Порог 500 мс допускает слишком большой путь до реакции.
• Для следующей проверки принята двухступенчатая логика: предварительная реакция после 150 мс и обязательная остановка после 250 мс.

---

Запись 014

Дата

5 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab039: двухступенчатая безопасная реакция и оценка пути до остановки.

Выполнено

• Lab039 реализует состояния NORMAL, STAGE1_DECELERATION, STAGE2_BRAKING и EMERGENCY_LATCHED.
• Используется точное событийное интегрирование движения.
• Аналитические значения совпали с моделью с нулевой ошибкой.
• Максимальный полный путь составил 13,9642 м.
• При 25 км/ч и номинальном профиле политика 150/250 мс дала полный путь около 9,5388 м.
• Основную часть пути составляет торможение после реакции.
• Пара 150/250 мс сохраняется как предварительный кандидат, но окончательно не утверждается.
• Фактические замедления должны быть измерены на реальном ровере.
• Локальный сторожевой таймер сохранил безопасную реакцию в опытах, где аварийная команда не была доставлена.
• Следующий этап исследует постоянное аварийное намерение наземной станции и безопасное разрешение повторного движения.

---

Запись 015

Дата

5 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab040: постоянное аварийное намерение и безопасное повторное разрешение движения.

Выполнено

• Lab040 реализует постоянное аварийное намерение наземной станции.
• Ограниченное окно повторения 500 мс признано небезопасным.
• При полностью потерянной аварийной передаче ограниченный режим допускал последующее возобновление движения.
• В одном из тяжёлых условий путь после такого восстановления достигал в среднем около 490 м при 25 км/ч.
• Постоянное аварийное намерение исключило положительные задания скорости и небезопасные возобновления движения.
• Подтверждение аварийной команды не снимает аварийное намерение.
• Сброс принимается только после остановки, при свежей связи и корректных идентификаторах.
• Подтверждение сброса не восстанавливает старую команду движения.
• Движение требует новой явной команды оператора.
• Следующий этап посвящён сеансам связи, перезапускам устройств и защите от пакетов предыдущего сеанса.

---

Запись 016

Дата

5 августа 2026 года

Тема

Завершение Lab041: сеансы связи, безопасный запуск и защита от пакетов предыдущего сеанса.

Выполнено

• Lab041 вводит идентификаторы сеанса станции, запуска ровера и периода управления.
• Одного номера сообщения недостаточно после перезапуска.
• В основном режиме все 2807 введённых старых пакетов были отклонены.
• Ошибочно принятых старых пакетов не было.
• Исходный режим без идентификаторов принял все старые пакеты.
• После перезапуска движение запрещено до нового согласования, подтверждения разрешения и новой команды оператора.
• Аварийное намерение наземной станции сохраняется после перезапуска.
• Неоднозначная разность номеров 2^31 отклоняется.
• Следующий этап посвящён криптографической проверке подлинности управляющих сообщений и защите от намеренной подделки.

---

Запись 017

Дата

7 августа 2026 года

Тема

Аудит достоверности Lab041 и удаление показателей, не выводимых из модели. Начало этапа стабилизации после Lab041.

Причина записи

Запись 016 не отменяется, но нуждается в уточнении. Машинный аудит репозитория показал, что часть числовых результатов Lab041 не выводилась ни из модели этой лабораторной, ни из указанного источника. Согласно правилу журнала прежняя запись сохранена, а изменение зафиксировано отдельно.

Что обнаружено

• В функции simulate_trial доли публикации видео, доставки телеметрии и доставки управления, а также базовая длина очереди задавались вписанными таблицами, а не вычислялись.
• Значение доли видео 0,910 для канала 260 кбит/с не соответствовало заявленному источнику: Lab040 даёт 0,9603, Lab037 — разброс 0,9026...0,9174.
• Базовая длина очереди 31 для того же канала не соответствовала Lab040, где получено 36...38 пакетов.
• Коэффициенты влияния нагрузки 0,15, 0,10 и 0,05 не выводились ни из какой модели.
• Параметры торможения были зашиты литералами 0.250 и делителем 6.0 без связи с профилем nominal Lab039, откуда они происходят.
• Пять из четырнадцати инвариантов безопасности не измерялись: два вычислялись выражением с умножением на ноль, один был литеральным нулём, ещё два опирались на поля, которые никогда не заполнялись. Проверка validate_outputs подтверждала эти константы, то есть проверяла тождество.
• Формулировка «все 2807 введённых старых пакетов были отклонены» описывает перебор таблицы сценариев, а не измеренную вероятность отклонения. Число раскладывается как семь сценариев на 401 повтор.

Выполнено

• Из Lab041 удалены четыре показателя: доли доставки видео, телеметрии и управления и максимальная длина очереди. Они относятся к Lab037 и Lab040 и в Lab041 не моделируются.
• Удалён график lab041_traffic_impact.png, потерявший основание. Осталось семь графиков.
• Удалены поля negative_speed_cases и speed_limit_exceeded_cases, которые никогда не вычислялись, и тождественные проверки в validate_outputs.
• Параметры торможения связаны с профилем nominal Lab039 через именованные константы LAB039_NOMINAL_STAGE2_MPS2 и LAB039_STAGE2_THRESHOLD_SECONDS; горизонт незащищённого движения выделен как явно принятое допущение.
• Перенесённые величины VIDEO_OFFERED_LOAD_KBPS и TELEMETRY_OFFERED_LOAD_KBPS снабжены указанием источника: Lab038, поля video_load_kbps и telemetry_load_kbps.
• Секция инвариантов переписана: девять свойств, следующих из архитектуры, снабжены ссылками на подтверждающие функциональные проверки; пять свойств, которые матрица не может измерить, вынесены в отдельный раздел со ссылками на проверки 04, 06, 07, 10, 16 и 19.
• В отчёт добавлено разграничение того, что моделируется розыгрышем, что задано архитектурой и что не моделируется вовсе.
• Проверка 04 расширена отрицательной скоростью и границей 15 м/с, поэтому соответствующее свойство теперь подтверждается реально, а не константой.
• Оценка пути после перезапуска помечена как расчёт по замкнутой формуле, одинаковый во всех повторах, а не как результат розыгрыша.

Результат

• Lab041 перезапущена полностью: 180 сочетаний, 24 из 24 функциональных проверок пройдены, пять CSV и семь PNG.
• Сверка с прежними файлами показала, что удалено ровно шесть столбцов, а все сохранённые значения совпали до последнего знака. Расхождений в общих столбцах ноль.
• Научные выводы Lab041 не изменились. Максимальный путь после перезапуска остался 9,7737 м, постоянная нагрузка управления 10,88000 кбит/с, полный предложенный поток 262,076 кбит/с.
• Выводы Записи 016 о сеансах, безопасном запуске и отклонении старых пакетов остаются в силе. Уточняется их основание: доказательством служат 24 функциональные проверки, работающие с настоящими автоматами, а не счётчики матрицы из 180 сочетаний.

Следующий этап

Криптографическая аутентификация отложена. Сначала выполняется этап стабилизации: быстрые тесты protocol/ вместо единственной точки входа через лабораторную, разделение быстрых проверок и экспериментов, воспроизводимое описание окружения.