ISACSim 3D Ray-Tracing Electromagnetic Waveform & Multipath Simulation

ISACSim provides GPU-accelerated shooting-and-bouncing ray (SBR) electromagnetic simulation engines for complex 6G environments, modeling multi-bounce reflections, diffuse scattering, and target micro-Doppler.

ISACSim GPU Ray-Tracing & Propagation Engine

ISAC Core: ISACSim Core — GPU Ray-Caster & SBR Waveform Engine

6G ISAC Nodes & Beamforming Subsystems

  • Shooting-and-Bouncing Rays (SBR)
  • Material Dielectric Database
  • Micro-Doppler Clutter Synthesizer
  • Full-Wave FEM/FDTD Interlock
  • Synthetic CSI / Echo Stream Export

Architectural Layers & Waveform Pipelines

  • Capa 1: Forma de Onda Doble-Funcional y Banda Base (OTFS / OFDM-Radar / Fractional Fourier Transform / Ambiguity Function): Modulación OTFS y síntesis fraccional de chirp logrando interferencia interportadora cero bajo dispersiones Doppler severas.
  • Capa 2: Massive MIMO y Frontends de Beamforming (140 GHz D-Band / True-Time-Delay (TTD) / Hybrid Analog-Digital Beamforming): Arreglos en fase activos Sub-THz con mitigación de beam-squint, haces de datos de comunicación y lóbulos de seguimiento de radar simultáneos.
  • Capa 3: Procesamiento de Señales de Radar y Nube de Puntos 4D (2D-FFT Range-Doppler / MUSIC AoA / CFAR Detection / Micro-Doppler Extraction): Resolución subdecimétrica de alcance y velocidad, detección CFAR y clasificación micro-Doppler de marcha biométrica y hélices de drones.
  • Capa 4: Orquestación de Detección de Red y 3GPP Rel-19 (3GPP Rel-19 ISAC Core / Sensing Function (SF) / Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)): Redes de radar colaborativas sin celdas, asignación dinámica de recursos tiempo-frecuencia equilibrando SLA y tiempo de revisita de radar.

Sensing Telemetry & Benchmarks: <5 cm (Resolución de Alcance) | 0.1 m/s (Precisión de Velocidad) | <10 ms (Latencia de Cuadro de Radar) | 3GPP Rel-19 (Estándar Global)

GPU 3D Ray-Tracing & Waveform Propagation in ISACSim

Designing millimeter-wave and sub-THz dual-functional waveforms requires exact physical modeling of propagation channels. Urban street canyons, automotive interiors, and smart factories exhibit dense multipath reflections that degrade communications while generating clutter for radar. ISACSim models every ray interaction using physical optics (PO) and the uniform theory of diffraction (UTD) on modern GPU clusters.

Core Engineering Areas

Technical Publications