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

Уровень 1: Двухфункциональные сигналы DFRC и модуляция (OTFS / OFDM-Radar / Fractional Fourier Transform / Ambiguity Function): Модуляция OTFS и дробный синтез ЛЧМ-сигналов, исключающие межканальную интерференцию при высоких доплеровских сдвигах.
Уровень 2: Массивное MIMO и аналогово-цифровое диаграммообразование (140 GHz D-Band / True-Time-Delay (TTD) / Hybrid Analog-Digital Beamforming): Субтерагерцовые фазированные антенные решетки с компенсацией искажения луча, поддерживающие параллельные каналы данных и узкие лучи радара.
Уровень 3: Цифровая обработка радиолокационных сигналов и 4D-облака точек (2D-FFT Range-Doppler / MUSIC AoA / CFAR Detection / Micro-Doppler Extraction): Субдециметровое разрешение по дальности и скорости, обнаружение с постоянным уровнем ложных тревог (CFAR) и микродоплеровская классификация.
Уровень 4: Сетевая координация зондирования и стек 3GPP Rel-19 (3GPP Rel-19 ISAC Core / Sensing Function (SF) / Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)): Бессотовые распределенные сети радаров, динамическое управление ресурсами для одновременного выполнения SLA связи и частоты обновления радара.

Sensing Telemetry & Benchmarks: <5 cm (Разрешение по дальности) | 0.1 m/s (Точность скорости) | <10 ms (Задержка кадра радара) | 3GPP Rel-19 (Глобальный стандарт)

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

GPU-Accelerated Shooting-and-Bouncing Rays (SBR) Simulation — Simulating billions of electromagnetic ray paths per second across dense urban geometry using NVIDIA OptiX and CUDA RT cores.
Dielectric Material Modeling and Diffuse Surface Scattering — Accurate modeling of real-world materials including reinforced concrete, low-emissivity glass, asphalt, and vegetation at sub-THz frequencies.
End-to-End ISAC Link-Level and System-Level Digital Prototyping — Exporting synthetic channel matrices and raw radar ADC data cubes directly into MATLAB, Python, and C++ baseband algorithmic pipelines.