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
- 계층 1: 이중 기능 DFRC 파형 및 디지털 기저대역 (OTFS / OFDM-Radar / Fractional Fourier Transform / Ambiguity Function): 직교 시간-주파수 공간(OTFS) 변조 및 분수형 처프 합성으로 극심한 도플러 확산 환경에서도 반송파 간 간섭을 완벽히 차단.
- 계층 2: 대규모 MIMO 위상 배열 및 하이브리드 빔포밍 (140 GHz D-Band / True-Time-Delay (TTD) / Hybrid Analog-Digital Beamforming): 서브 테라헤르츠 대역 능동 위상 배열과 실제 시간 지연(TTD) 기술로 통신 데이터 빔과 핀포인트 레이더 추적 빔을 동시 방사.
- 계층 3: 레이더 신호 처리 및 4D 포인트 클라우드 생성 엔진 (2D-FFT Range-Doppler / MUSIC AoA / CFAR Detection / Micro-Doppler Extraction): 서브 데시미터 거리·속도 분해능, CFAR 타깃 검출 및 마이크로 도플러 특성을 활용한 보행 패턴 및 드론 프로펠러 정밀 분류.
- 계층 4: 네트워크 센싱 오케스트레이션 및 3GPP Rel-19 코어 (3GPP Rel-19 ISAC Core / Sensing Function (SF) / Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)): 셀 프리 협력 레이더 네트워크, RIS 지원 반사 경로 제어 및 통신 SLA와 레이더 탐지 주기 간의 동적 자원 최적화.
Sensing Telemetry & Benchmarks: <5 cm (거리 분해능) | 0.1 m/s (속도 측정 정밀도) | <10 ms (레이더 프레임 지연) | 3GPP Rel-19 (글로벌 표준 사양)
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