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

  • レイヤー1:デュアル機能波形&ベースバンド信号処理 (OTFS / OFDM-Radar / Fractional Fourier Transform / Ambiguity Function): 直交時間周波数空間(OTFS)変調およびフラクショナルチャープ合成により、高ドップラー拡散下でもキャリア間干渉ゼロを実現。
  • レイヤー2:マッシブ MIMO&ハイブリッドビームフォーミング (140 GHz D-Band / True-Time-Delay (TTD) / Hybrid Analog-Digital Beamforming): サブテラヘルツ有源フェーズドアレイ構成と真時間遅延(TTD)により、通信データビームと極細レーダートラッキングビームを同時放射。
  • レイヤー3:レーダー信号処理&4Dポイントクラウド再構成 (2D-FFT Range-Doppler / MUSIC AoA / CFAR Detection / Micro-Doppler Extraction): サブデシメートル精度の距離・速度分解能、CFAR 検出、および微小ドップラー抽出による歩行およびドローンプロペラの自動識別。
  • レイヤー4:ネットワークセンシング協調制御&3GPP Rel-19 コア (3GPP Rel-19 ISAC Core / Sensing Function (SF) / Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)): セルフリー協調レーダーネットワーク、RIS 補助非見通し反射制御、および通信 SLA とレーダー再訪時間を両立する動的資源配分。

Sensing Telemetry & Benchmarks: <5 cm (距離分解能) | 0.1 m/s (速度測定精度) | <10 ms (レーダーフレーム遅延) | 3GPP Rel-19 (グローバル標準規格)

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