Étude et démonstration d’un système IoT satellitaire sécurisé

La prestation recense les besoins civils, gouvernementaux et Défense, puis étudie un lien terminal-satellite sécurisé et son intégration dans un système dual. Les travaux portent notamment sur la sécurité et l’intégrité, la discrétion et la reconfigurabilité des formes d’onde, ainsi que sur les performances et les contraintes de coût, de complexité et de ressources du système.

Déclinaison des besoins et architecture

• Organiser, au besoin, des ateliers avec le MINARM et établir les besoins Défense retenus ou écartés, avec justification, dans un document de type MRD. Produire un SRD et un dossier justificatif, en tenant compte des besoins civils issus de la phase A IoT GEN2.
• Examiner les volets TRANSEC, COMSEC et CYSEC : identifications temporaires, saut de fréquences, allocation dynamique temps/fréquence, chiffrement, authentification, intégrité, contrôle des accès, vulnérabilités et détection d’intrusion ou de modification de firmware. Étudier aussi l’intérêt d’un centre de mission déporté et le niveau de certification de son infrastructure.
• Étudier les formes d’onde sécurisées, jusqu’à trois sélectionnées pour la suite, en décrivant leurs caractéristiques et leurs métriques : efficacité spectrale, sensibilité de réception, résistance aux brouillages et auto-brouillage, tolérance à la désynchronisation. Comparer également la forme d’onde descendante, les architectures d’émetteur et de récepteur, les implémentations sol et charge utile, leur complexité, maturité industrielle et souveraineté. Les formes d’onde Kinéis LDK et Ternwaves Golden Modulation servent de références.
• Établir des bilans de liaison pour différentes hypothèses de débit, puissance et antenne en bandes UHF et S, après validation des hypothèses avec le CNES.

Simulation et évaluation
Développer une chaîne de simulation/validation d’abord numérique, puis hybride, pour analyser les formes d’onde et le lien terminal-satellite. Elle comprend un émulateur programmable (débit, bande, nombre d’utilisateurs, Doppler, instants et fréquences d’émission, messages et options PHY/MAC), un émetteur RF agrégeant des utilisateurs multiples et une source de bruit. La porteuse est typiquement dans la bande 400 MHz–2,2 GHz ; les émetteurs simulés peuvent être remplacés par de vrais émetteurs RF.

Le récepteur évolue du modèle théorique idéal à des représentations réalistes : estimation imparfaite, séparation multi-utilisateur, limites du traitement numérique et de l’ADC, puis frontal RF/analogique avec bruit, filtrage, non-linéarités, déséquilibre I/Q, dynamique de puissance, trajets multiples et interférences. Les sorties permettent notamment de mesurer BER, taux de trames, fausses détections, acquisition et synchronisation, et d’identifier les pertes. Évaluer sensibilité, efficacité spectrale, capacité, brouillage et configurations LEO/VLEO, ainsi que les effets sur les performances du système civil adjacent.

Les livrables comprennent notamment le dossier d’architecture du simulateur, les rapports comparatifs et d’évaluation des formes d’onde, et l’analyse de la complexité des émetteurs sol et récepteurs bord. Les matériels de la chaîne de simulation restent la propriété du titulaire ; les logiciels développés aussi, mais leurs exécutables sont fournis au CNES.

Démonstration en orbite, si l’option est levée
S’appuyer si possible sur un démonstrateur ou un récepteur SDR déjà en orbite ; à défaut, un instrument simplifié avec antenne, tête RF et convertisseur analogique-numérique peut fournir des échantillons I/Q traités au sol. Évaluer alors l’architecture du logiciel bord, sa répartition FPGA/logiciel, les besoins CPU et mémoire et ses interfaces.

Développer des terminaux représentatifs d’au moins deux cas d’usage MINARM, avec au minimum deux terminaux de chaque type. Ils sont testés en laboratoire, puis déployés sur le terrain en coordination avec le CNES et le MINARM. La démonstration s’appuie sur un centre de mission et une plateforme de distribution sécurisée connectable aux centres de données du MINARM. Elle fournit des résultats sur plusieurs jours, dans différentes configurations orbitales et conditions de bruit, en mono- et multi-utilisateur. Les terminaux restent propriété et sous la responsabilité du titulaire ; ils pourront être cédés au MINARM selon des conditions restant à définir.

Les livrables de cette phase comprennent les dossiers d’architecture finaux de la charge utile et des terminaux, un rapport de mesures des performances de liaison et un bilan des résultats opérationnels et de sécurité/intégrité. Le CNES décide seul de lever ou non l’option selon les résultats du point clé.