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

  • Couche 1: Forme d onde à double fonction et bande de base (OTFS / OFDM-Radar / Fractional Fourier Transform / Ambiguity Function): Modulation OTFS et synthèse fractionnaire de chirp atteignant une interférence inter-porteuse nulle sous de fortes dispersions Doppler.
  • Couche 2: Massive MIMO et frontaux de formation de faisceaux (140 GHz D-Band / True-Time-Delay (TTD) / Hybrid Analog-Digital Beamforming): Réseaux à commande de phase actifs Sub-THz avec atténuation du strabisme de faisceau, faisceaux de données et lobes de suivi radar simultanés.
  • Couche 3: Traitement du signal radar et nuage de points 4D (2D-FFT Range-Doppler / MUSIC AoA / CFAR Detection / Micro-Doppler Extraction): Résolution sub-décimétrique de portée et de vitesse, détection CFAR et classification micro-Doppler de marche biométrique et hélices de drones.
  • Couche 4: Orchestration de la détection de réseau et 3GPP Rel-19 (3GPP Rel-19 ISAC Core / Sensing Function (SF) / Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)): Réseaux radar collaboratifs sans cellule, allocation dynamique des ressources temps-fréquence équilibrant SLA et temps de revisite radar.

Sensing Telemetry & Benchmarks: <5 cm (Résolution de portée) | 0.1 m/s (Précision de vitesse) | <10 ms (Latence de trame radar) | 3GPP Rel-19 (Standard mondial)

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