ISACSimulator: полномасштабный цифровой двойник 6G и эмуляция Hardware-in-the-Loop

ISACSimulator обеспечивает масштабную эмуляцию Hardware-in-the-Loop (HIL) и цифровые двойники реального времени для 6G ISAC, соединяя физические программно-определяемые радиостанции и многоузловые стенды с активными синтетическими средами.

ISACSimulator Full-Scale HIL Testbed Architecture

ISAC Core: HIL Emulation Core — Real-Time FPGA Channel & Echo Generator

6G ISAC Nodes & Beamforming Subsystems

Multi-Chassis USRP / SDR Pool
Real-Time FPGA Channel Emulator
Dynamic Radar Target Synthesizer
Digital Twin Scenario Orchestrator
Automated Conformance Test Harness

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)

Полномасштабный цифровой двойник 6G и Hardware-in-the-Loop в ISACSimulator

Проверка многоканальных систем ISAC требует перехода от офлайн-алгоритмического кода к строгой физической эмуляции реального времени. ISACSimulator объединяет широкополосные эмуляторы каналов на базе FPGA, физические шасси программно-определяемого радио (SDR) и распределенные цифровые двойники на микросервисах, подвергая серийные baseband-модули воздействию сотен одновременных динамических радиолокационных целей, многолучевого замирания и интенсивного трафика сети V2X.

Core Engineering Areas

Multi-Chassis SDR Hardware-in-the-Loop (HIL) Emulation — Подключение физических коммерческих базовых ASIC-модулей и SDR-трансиверов к широкополосным эмуляторам каналов на FPGA с субнаносекундной фазовой синхронизацией.
Dynamic 3D Scenario Generation and Sensor Fusion Emulation — Оркестрация сложных реальных тестовых сценариев, включая массовые ДТП с участием нескольких транспортных средств, навигацию роя дронов и деградацию хендоверов сотовой связи из-за шторма.
Automated Conformance Testing and 3GPP Standards Verification — Автоматизированное выполнение стандартных наборов тестов на соответствие, измеряющих разрешение зондирования, частоту ложных тревог, EVM и коэффициент блоковых ошибок (BLER).