27-EFT.WP.Packets.Light v1.0 | 第3章 成帧与时基（epoch/frame/slot/sym）

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第3章 成帧与时基（epoch/frame/slot/sym）

一句话目标：定义光包的时基与成帧层次（epoch → frame → slot → sym），给出对齐/定时/时间戳的可计算口径与接口，使到达时、排队与调度在统一时标上可审计、可落盘。

I. 范围与对象

1. 输入
   • 发端/收端时基：timebase_tx, timebase_rx；统一结算时标 tau_mono 与发布时刻 ts（见 TimeBase/Sync 卷）。
   • 成帧规格：epoch, frame, slot, sym 以及 {T_epoch, T_f, T_slot, T_sym, T_guard}。
   • 导频/同步：pilot, preamble, training，以及时间戳标签 ts_tag。
   • 物理参数：采样率 Fs、符号率 Rs = 1/T_sym、码率/开销 {R_c, OH}。
2. 输出
   • 帧对齐/定时估计：{offset, skew, J} 与到达时映射 t_rx ↔ t_tx。
   • 结构化边界：{epoch_id, frame_id, slot_id, sym_id} 以及帧化后的包结构与守恒检验报告。
   • 两口径差：计数口径与连续口径的定时差 delta_form_frame。
3. 边界
   本章不重复物理传播与色散，相关量作为外部已修正项（见第2/第8章）；本章聚焦时基/成帧与同步。

II. 名词与变量

• 层级与时长：T_epoch = N_f * T_f；T_f = N_slot * T_slot；T_slot = N_sym * T_sym + N_gap * T_guard。
• 比特/符号与速率：调制阶 M、码率 R_c；净吞吐 R_net = (R_c * log2(M)) / T_sym * (1 - OH)。
• 时基映射：t_rx = (1 + skew) * t_tx + offset + J(t)，skew 为频偏，J 为抖动。
• 同步指标：到达时估计 \hat T_arr，帧对齐误差 e_align，时钟漂移 drift = d(skid)/dt。
• 量纲：unit(T_*)="[T]"，unit(offset)="[T]"，unit(skew)="1"，unit(J)="[T]"。
• 两口径：计数口径（以 {epoch,frame,slot,sym} 计数推导时间）与连续口径（直接在 tau_mono 上积分/插值）。

III. 公设 P603-*

• P603-1（层级守恒）：T_epoch = ∑_{k} T_f(k)，T_f = ∑_{m} T_slot(m)，T_slot ≥ N_sym*T_sym 且 T_guard ≥ 0。
• P603-2（两口径并行）：对任一包，必须并行给出计数口径t̂_cnt 与连续口径t̂_cont 的到达时估计并记录 delta_form_frame = |t̂_cnt - t̂_cont|。
• P603-3（测度显式）：任何积分或平均显式路径与测度 ( ∫_{t∈W} · dt )；任何计数显式集合域 {sym_id}。
• P603-4（量纲合规）：所有进入方程之时长/速率字段须通过 check_dim( y - f(x) )。
• P603-5（时间戳可追溯）：帧边界与校时量以 ts_tag 落盘，含 hash(frame_spec) 与 RefCond。

IV. 最小方程 S603-*

1. 层级到时映射
   • 计数口径：
     t̂_cnt = t_epoch₀ + epoch_id*T_epoch + frame_id*T_f + slot_id*T_slot + sym_id*T_sym + k_guard*T_guard。
   • 连续口径：
     t̂_cont = ( ∫_{tau_mono,win} w(τ) τ dτ ) / ( ∫_{tau_mono,win} w(τ) dτ )（以相关峰/导频匹配的加权质心）。
2. 时钟模型与校正
   • TX→RX 映射：t_rx = (1+skew) * t_tx + offset + J(t)。
   • 线性估计（最小二乘）：
     min_{offset,skew} ∑_i | t_rx(i) - (1+skew) t_tx(i) - offset |^2，解 skew, offset。
   • 抖动 RMS：σ_J = sqrt( E[ (J(t) - E[J])^2 ] )，在滑动窗口内评估。
3. 帧同步/导频相关
   • 自相关峰：r_xy(τ) = ( ∫ x(t) y(t-τ) dt )，边界定位 τ* = argmax_τ r_{pilot,rx}(τ)。
   • 符号定时偏移：e_sym = τ* mod T_sym，帧对齐误差 e_align = τ* mod T_f。
4. 卫兵位守恒与防碰撞
   T_slot = N_sym*T_sym + N_gap*T_guard，守恒断言：T_guard ≥ T_guard_min ≥ 2*σ_J + ΔCD + ΔPMD（含残余色散/PMD 导致的ISI裕度）。
5. 速率与吞吐
   R_sym = 1 / T_sym；净吞吐（含开销）
   R_net = ( log2(M) * R_c ) * ( N_sym / (N_sym + N_gap*T_guard/T_sym) ) / T_sym * (1 - OH )。
6. 两口径差
   delta_form_frame = | t̂_cnt - t̂_cont |；发布条件：delta_form_frame ≤ tol_frame（见契约）。

V. 计量流程 M60-3（就绪→建模→估计→校核→落盘）

1. 就绪：冻结 frame_spec={T_epoch,T_f,T_slot,T_sym,T_guard,N_*}, RefCond 与 pilot；对齐 tau_mono/ts。
2. 建模：设置时钟模型与初值；配置导频/训练序列与相关窗口；定义 tol_frame 与守恒门限。
3. 估计：
   • 计数口径由索引直接换算 t̂_cnt；
   • 连续口径通过相关/PLL/Zero-Crossing 等求得 t̂_cont、offset/skew/J；
   • 计算 e_align, σ_J 与吞吐 R_net。
4. 校核：执行 check_dim；两口径差与卫兵位守恒；offset/skew/J 在门限内；残余 ΔCD/ΔPMD 裕度满足式 (S603-4)。
5. 落盘：manifest.packet.frame.* = {frame.hash, RefCond, t̂_cnt, t̂_cont, delta_form_frame, offset/skew/J, e_align, R_net, contracts.*, signature}。

VI. 契约与断言 C60-3x（建议阈值）

• C60-301（两口径差）：delta_form_frame_p95 ≤ tol_frame（建议 tol_frame = 0.02*T_sym 或 1e-3*T_f）。
• C60-302（卫兵位守恒）：T_guard ≥ 2*σ_J + ΔCD + ΔPMD。
• C60-303（时钟稳定）：|skew| ≤ skew_max（例如 10 ppm），σ_J ≤ J_max。
• C60-304（对齐误差）：e_align_p95 ≤ e_align_max（例如 0.05*T_f）。
• C60-305（量纲合规）：所有 T_* 字段 check_dim = "[T]" 通过。
• C60-306（面板新鲜度）：发布到面板的 offset/skew/J 更新时间 ≤ Δt_panel_max。

VII. 实现绑定 I60-3*（接口原型、输入输出、不变量）

• I60-31 design_frame(schema, timebase) -> frame_spec
• I60-32 timestamp_from_indices(ids, frame_spec) -> t̂_cnt
• I60-33 estimate_timing(rx_stream, pilot, window) -> {t̂_cont, offset, skew, J}
• I60-34 align_frames(rx_stream, frame_spec, pilot) -> {e_align, locks, diag}
• I60-35 guard_budget(residuals, jitter) -> T_guard_min
• I60-36 throughput(frame_spec, mod, fec, overhead) -> R_net
• I60-37 emit_frame_manifest(results, policy) -> manifest.packet.frame
  不变量：unit(T_*)="[T]"；two_forms_present=true；delta_form_frame ≤ tol_frame；RefCond 与 frame.hash 可追溯。

VIII. 交叉引用

• 物理基线与残余 ΔCD/ΔPMD：见第2章。
• 到达时一致化与路径修正：见第8章与 PathCorrection 卷。
• 交换/排队与卫兵位预算：见第10章。
• 在线计量与面板：见第11章。
• 时基与同步：见 TimeBase/Sync 卷（tau_mono/ts/offset/skew/J 字段）。

IX. 质量与风控

• SLI/SLO：delta_form_frame_p99, e_align_p95, σ_J_p95, skew_ppm_p95, latency_p95, R_net_stability。
• 回退策略：锁相不稳→切换更强导频/延长训练；σ_J 增大→提高 T_guard 并降吞吐；skew 超限→触发校时或旁路到上版本 frame_spec。
• 审计：保存 frame.hash/pilot.hash、两口径差历史、门限变更、清单签名与面板回放。

小结

• 本章确立了epoch/frame/slot/sym 四层时基与成帧的工程口径，并以计数口径 vs 连续口径的双轨校核保障发布一致；
• 给出从设计、估计到契约与清单落盘的完整链路（P603/S603/M60-3/C60-3x/I60-3*），为后续调制检测/路由排队/到达时一致化提供统一时标与边界守恒。