地域課題解決型ローカル5G等の実現に向けた開発実証に係る漁業分野におけるローカル5G等の技術的条件等に関する調査検討の請負（海中の状況を可視化する仕組み等の実現）
報告書
概要版
令和３年３月２５日
株式会社レイヤーズ・コンサルティング

実証概要

1

実証体制
以下の実証体制において実証を実施した。
企業・団体名レイヤーズ・コンサルティング
NECネッツエスアイ
株式会社（免許人）

役割
全体調整窓口およびコンソーシアム運営
課題実証および、技術実証に利用する
ローカル5Gシステム（基地局および移動局）環境の提供、技術実証における電波伝搬試験実施、試験データの取得
国立大学法人東京 ロ ー カ ル 5Gシステム技術開発、および大学
自治体、関係省庁、行政部門との調整。
通信事業者との電波干渉等の調整株式会社NTTドコモ 技術実証におけるキャリア5Gシステム（
基地局および移動局）環境の提供、水中ドローンの遠隔制御 及 び 映像伝送シス
テムの環境提供、技術実証における実
証実験の実施、試験データの取得
株式会社クラハシ

水産業におけるアドバイスおよび水中ドローンの調達及びセンサー搭載等のカスタマイズ

佐世保工業専門学
校

水中ドローン選定におけるアドバイスおよび試験及び海洋での実証協力

2

地域課題と課題解決システムの関係性
実証地域である広島県の主要産業であるカキ養殖量は、生産量の低下が課題となっている。原因としては、「生育中のカキへの付着生物による潮通しの妨げや餌の競合の影響」、「海底堆積物による養殖環境の悪化（貧酸素水塊※）の影響」などにより引き起こされる「へい死」と言われている。これらの原因を水中ドローンと映像伝送に対して効果が期待される大容量・低遅延の５G技術を用いて、海面養殖業の効率化、生産性向上に向けて海中の状況の把握を実現するための検証を行った。
※貧酸素水塊とは
貧酸素水塊とは、海洋、湖沼等の閉鎖系水域で、魚介類が生存できないくらいに溶存酸
素濃度が低下した水の塊のことをいう。海底質の悪化が主な要因となる。

カキ生産量の推移

上記の通りカキと競合する付着生物、カキや付着生物の排泄物や落下による底質悪化など、海の中の状況を広範囲に確認することが可能となれば、課題への対策を講じることができるため、カキのへい死を低減させることで可能と推察する。
付着生物への課題解決

底質悪化への課題解決

低水温帯へ
の深釣り等

高精細映像による養殖中のカキの状態把握海底耕耘等

効率的な対策立案が可能

水質悪化の原因特定

3

効率的な対策立案が可能

課題解決システムの全体像
本実証では、高精細映像による「遠隔での海中状況の可視化システム」と、取得する映像と環境データを組み合わせた「養殖漁場環境分析システム」を構築した。

課題

構築システム取得できる情報

遠隔での海中状況の可視化システム

現状手作業で垂下連を引き上げて行っているカキの状態確認に対し、海中のリアルタイ
ム高精細映像から確認できることにより、漁業者の負担軽減、効果的な対策へつなげる
ことが可能となる。

付着生物への課題【取得できる情報】
・カキの成長を妨げる付着生物の状況
・食害の原因となる生物の生息状況
養殖漁場環境分析システム

底質悪化への課題

高精細映像とリアルタイム環境データにより、貧酸素状態が発生している場所とその原因の特定が可能となり、効果的な対策へつなげることが可能となる。
【取得できる情報】
・水質（水温、塩分濃度、溶存酸素量）
・位置情報
・海底の状況

4

実証環境
広島湾は島々や岬で大きく閉鎖された湾であり、古くからカキ養殖が盛んに行われてきており、450年以上の歴史を持つ全国でも有数のカキの産地である、本実証場所は、広島県の実証事業である「ひろしまサンドボックス」でカキ養殖の課題解決に一緒に取り組んでいる江田島市と内能美漁業協同組合に引き続き協力を頂き、江田内漁場を実証環境とした。

江田内漁場の位置

江田内漁場
環境設置場所（能美海上ロッジ）
ローカル5Gにおいては、「展開のしやすさ」がローカル5G普及に必要な要件であると考え、本実証では汎用サーバで動作し、ハードウェア実装された基地局と比較し、制御がしやすいソフトウェアベースの基地局の５Gシステムを採用した。

ローカル5Gソフトウェア基地局装置

ローカル5Gアンテナ

キャリア5Gアンテナ
5

基地局エリアカバレッジ

ローカル5Gシステム/ネットワーク構成
漁場をローカル5Gサービスエリアとするシステムとして下記の機器を整備
５Gコアを汎用サーバ上に実装
ローカル5Gコア／基地局

SDR（Software Defined RADIO）を汎用サーバに実装

アンテナ

漁場に向けて設置

ローカル5G端末（日本製）

CPE型（NECマグナス製、IDY製）
スマートフォン型（富士通コネクテッドテクノロジーズ製）※水中ドローン接続時は下記を置き換え
スループット測定クライアント⇔水中ドローン
スループット測定サーバ⇔水中ドローンコントローラ
6

ローカル5Gシステムの主な技術的諸元
ソフトウェア基地局を採用することで様々な調整が可能であるため、エリアの広さも柔軟にカスタマイズが可能である。本実証では、2つの構成の実験局免許を受けて実証した。

 基地局

 端末
A社製

B社製

C社製

7

課題解決システムの実証

8

実証目標
実証目標

構築システム

具体的な実証内容

遠隔での海中状況の可視化システム

ローカル5G等を活用して、陸上（遠隔地）から水
中ドローン（FIFISH V6 Plus）を遠隔操作し、水中ドローンに搭載した高精細カメラで海面養殖場の海中状況を撮影し、遠隔からの養殖する
養殖水産物の生育に影響を与える付着性の生物の状況を確認する事により、生産性の向上へつなげることが可能かどうかの実証・評価を行う。

遠隔からの海中状況の監視を実現••
養殖漁場環境分析システム

漁業者の負担軽減に資するかどうか
効果的な対策立案支援に繋がるか

ローカル5G等を活用して、陸上（遠隔地）から水
中ドローン（BlueROV）を遠隔操作し、水中ドローンに搭載したセンサーによる水温・塩分濃度・溶存酸素量の数値データによる「貧酸素状態」の確認と、高精細映像によりその原因の特定を行うことにより、養殖漁場の水中環境を踏まえた効率的な対策立案支援につながるかど
うかの実証・評価を行う。

海中の高精細映像と環境データを用いた
漁場管理を実現9

課題解決システムに関する検証及び評価・分析
 遠隔での海中状況の可視化システム
 海中の映像化はこれまでにない取り組みであり非常に可能性がある
海中の高精細映像による付着生物の確認は、効率的であると共に情報量が多く、非常に有効であるとの評価を得た。しかしながら、カキ養殖は養殖区画が広く区画全体
をエリア化することが困難であるため、同じ海面養殖でも魚の給餌養殖や陸上養殖の方がユースケースとして適していると考える。
評価項目

評価方法

５Gに適している給餌養殖
評価結果

スループットの確認

3台同時利用でのスループットを計測

スループット：約60Mbps（ロス、遅延なく伝送できることを確認）

ビデオ解像度毎のスループットの確認

ビデオ解像度毎のスループット計測

各解像（単位：Mbps） HD：8.5/FHD：32/UHD：32（メーカー設計のとおり）付着生物の確認

漁業関係者へ付着生物確認可否のヒアリング

付着生物の確認が可能

堆積物の状況の確認

漁業関係者へ海底の堆積物の状況確認可否のヒアリング

海底の堆積物の確認が可能

総合評価

漁業関係者の評価を収集・分析

FHDレベルの解像度であれば、十分な海中情報を収集可能

 養殖漁場環境分析システム
 海中映像ビジュアルと環境データにより漁場環境の把握が可能
水質の悪化の原因を映像から特定することが可能となる事から、より効果的な対策の立案が可能であると評価得た。また、映像と環境データの組み合わせにより、漁場の様子が視覚で判別できることによる気づきが沢山あったとの評価であった。
養殖漁場環境分析システム
評価項目

評価方法

評価結果

水温の測定

既設センサーと比較

正しい値（±0.5℃）

塩分濃度の測定

一般的な海水の塩分濃度と比較

正しい値（基準内）

溶存酸素の測定

別DOセンサーと比較

正しい値（±2%）

総合評価

漁業関係者の評価を収集・分析

映像と環境データの組み合わせは有効であり、あるべき海底の姿がわかる

10

課題解決システムに関する効果検証
 遠隔での海中状況の可視化システム
 漁業分野における費用対効果が見込まれる
水中ドローンを用いることで、一生産者あたり年間約84万円の費用削減が可能との試算結果となった。また、水中ドローンの高精細映像による付着生物の確認作業効率化に加え、従来のクレーン船に代わって小型船で済むことや、知見者が現場に行かなくても済む等コスト効果が高いという評価であった。
従来作業に必要なクレーン船
検証項目

検証方法

検証結果

労働環境の改善に対する検証

漁業関係者へ作業時間、費用対効果のヒアリング

費用対効果：約84万円/年間

高精細映像と目視の違いの検証

漁業関係者へ作業の視覚情報の比較のヒアリング

目視と同等の視覚情報

作業生産性の検証

漁業関係者へ作業の生産性のヒアリング

既存作業の代替として有効

作業負荷の検証

漁業関係者へ新たな作業負荷のヒアリング

ネットワーク設定、メンテナンスが困難

環境負荷の検証

漁業関係者へ漁業に対する新たな懸念へのヒアリング

環境汚染、魚への影響は低い

 養殖漁場環境分析システム
 点ではなく、面でのデータにより効果的な対策ができる
従来の水質モニタリングは人手もかかることから点での調査に留まっていたが、水中ドロー
ンによる環境データ取得により、一定の海域ではあるが広範囲に調査が可能になると評価を得た。これらから、貧酸素水塊などの海洋汚染に対し、効果的な対策を行うことが可能であると考える。
検証項目

行ラベル

129.69427

129.69428

129.69429

129.6943

129.69431

129.69432

129.69433

129.69434

129.69435

129.69436

129.69437

129.69438

129.69439

129.6944

129.69441

129.69442

129.69443

129.69444

129.69449

129.69451

129.69452

129.69453

129.69454

129.69455

129.69456

129.69457

129.69458

129.69459

129.6946

129.69461

129.69462

129.69463

129.69464

129.69465

129.69466

129.69467

129.69468

129.69469

129.6947

129.69471

129.69472

129.69473

129.69474

129.69475

129.69476

129.69477

129.69478

129.69479

129.6948

129.69481

129.69482

129.69483

129.69484

129.69485

129.69486

129.69487

129.69488

96.68596.65725

129.69489

129.6949

129.69491

129.69492

129.69495

129.69496

97.1063333 96.9663333 96.7490833

129.69493

129.69494

96.34533.13968

33.13967

33.13966

96.7414706 96.9443333 96.7829091

33.13965

96.74733.13964

96.52085

96.7326667

96.52975 96.6215833 96.8348889 96.8797778

96.81396.7621429 96.7001429 96.7609091 96.9945556 97.0943333

96.89725

129.69498

129.69499

96.3743333 96.6303333

129.69497

96.7175

96.2852

129.695

129.69501

129.69502

129.69503

129.69504

129.69505

129.69506

129.69507

129.69508

129.69509

129.6951

129.69511

129.69512

129.69513

129.69514

96.879125 96.6606364

96.547625

96.60384 96.4506364

129.69515

129.69516

129.69522

129.69523

96.1006 96.1356818 96.5321111 96.4913548 96.7979565 97.1037143 97.2953333

129.69517

96.5037692 96.5638333 96.7876364

129.69519

129.6952

129.69521

97.46275

129.69524

96.9573571 96.8263636

96.7382121

98.0950244

96.7414444

96.99598.57425

33.13961

96.7808333 96.9564706

33.1396

96.817009 96.6892037

33.13959

33.13958

96.4886889 97.4036622

98.0080244 97.9697576

33.13957

33.13956

33.13955

97.48705

97.86 97.7483182

97.805 97.7621667 97.1163158 97.3528095 97.5443333

96.003595.904625

97.158 97.1066552 96.8559091

96.49

96.890381

97.1794167 97.2366957 97.2296111

97.234 96.7232603 97.0916579 97.0238182 97.0820435

97.1026 97.1438929

97.2054 97.2727931 97.3675238

97.418125

96.9775

97.0675172

97.422 97.5675946 97.5896889 97.5785417

97.2711538

97.5838283

97.3151667

97.515625 97.4675765

97.4593684 97.5302222 97.5114444

97.5036182 97.5444565 97.6809688

33.13954

97.720125 97.6085455

129.69525

96.595496.6008333 97.0313158 97.2485625

96.4264815

96.7484444

33.13962

検証方法

97.393 97.3236667

97.44297.502375 97.5031176 97.5753333

97.468 97.5199444 97.5276667取得した貧酸素水会図
検証結果

へい死率の削減の検証

漁業関係者へ分析結果のへい死率低減への効果をヒアリング

効果的な対策ができる

貧酸素水塊の発生場所の迅速な特定の検証

漁業関係者へ貧酸素水塊分布図の効果についてヒアリング

従来の点の環境データではなく、面でのデータが得られるため、高度な資源情報となる

11

129.69518

96.668 96.6841111 96.5037857 96.5366667

96.7025

33.13963

97.25196 97.0747778

98.541125

課題解決システムに関する機能検証
 遠隔での海中状況の可視化システム
 安定した映像伝送にはローカル5Gの超低遅延が有効
映像品質と操作に影響を及ぼす遅延が非常に重要となるが、今回のローカル5GはSA構成であり遅延が平均で30ms～40ms程度とNSA構成の５Gが90ms～100msであることに比べ超低遅延であり、安定した高精細映像を伝送と操作が可能であった。
通信速度/範囲の測定場所
検証項目

検証方法

検証結果

通信速度

操作できる最低限の通信速度を計測

遅延100ms以下で直結同等のスループットが可能（過去実証と合致）

通信範囲

陸上の基地局からのカバーエリアを計測

約250m範囲でのエリア形成を確認（設計上の推定エリアと合致）

カメラ性能

漁業関係者へ必要な解像度をヒアリング

解像度HD/FHD/UHD共に有効

潜航機能

漁業関係者へ水中ドローンの操作性をヒアリング

深度/方位固定など補足機能が有効

位置即位機能漁業関係者へ位置情報即位の有効性を評価・検証

有線によるGPS誤差、操作影響を確認

その他

漁業関係者へマニュピレーター等の有効性を評価・検証

落下物の採取や底質調査に有効

 養殖漁場環境分析システム
 貧酸素水塊の特定には溶存酸素の変動が重要である
局所的な海域の調査において、水温、塩分濃度は大きな変動がなかったことから貧酸素水塊状態の特定には、溶存酸素量の変動がポイントとなる。この結果からセンサーの分解能はさほど重要ではないことから高価センサーではなくても実用に耐えると言える。ただし水中ドローンのカスタマイズによるセンサーの実装は容易ではないことから、現場への普及においては水中ドローンのオプションとしてメーカからセンサーの供給が不可欠と考える。
検証項目
センサーの機能検証方法

取得した環境データ
検証結果

水中ドローン搭載のセンサーで取得した環境データから、養殖漁場環境の分析が行えるかの性能について漁業関係者の評価を収集・分析

12

貧酸素水塊の発見には溶存酸素量の変動要素が重要であり、センサー分解能は大きく問題にならない課題解決システムに関する運用検証
 遠隔での海中状況の可視化システム
 直観的な操作性の反面、導入保守には仕組みづくりが不可欠である
水中ドローンの操作は、水中ドローンが直観的な操作が可能になっている観点から漁業関係者にも受け入れやすいシステムになっていた。利便性が高い一方、実用化を検討するにあたっては、事前準備や通信設定、メンテナンスを考慮すると、簡易な構造であることや、ベンダーを介した導入・保守の商流が不可欠である。
検証項目

複雑な事前準備

検証方法

検証結果

通信設定

漁業関係者へスキルレベルのヒアリング

ICT機器に苦手意識が強い

接続性

漁業関係者へ通信設定に関するヒアリング

ネットワーク設定がスキルの面で困難

操作性

漁業関係者へ水中ドローンの操作に関するヒアリング

直観的に操作が可能

保守性・メンテナンス性

漁業関係者へ運用の稼働・コストに関するヒアリング

事前準備・メンテナンスに稼働を要する

 養殖漁場環境分析システム
 メーカーによるセンサー搭載パッケージソリューションが不可欠であるセンサー搭載などカスタマイズの自由度が高いBlueROVを活用したが、回路制作やセンサー精度を保つための定期メンテナンスなど専門的な知識を要し、漁業関係者
独自の運用はハードルが高いと言える。実用に向けては、メーカーによるセンサー
オプションのソリューションとしてパッケージ化されることが必要不可欠である。
検証項目

検証方法

組み込みしたセンター回路
検証結果

センサーの搭載

通信設定を行うために必要となるスキルレベルの漁業関係者の評価を収集・分析

組み込みシステム開発の技術が必要

保守性・メンテナンス性

清掃・メンテナンス・校正等に掛かる稼働や専門知識、コストの漁業関係者の評価を収集・分析

精度を保つための専門知識が不可欠

13

課題解決システムに関する実証を通しての課題
 カキ養殖における水中ドローンの操作範囲
水中ドローンの高精細映像による付着生物の確認において、水中ドローン本体もしくはテザーケーブルが潮で流され、垂下連へ絡んでしまうリスクがあった。本体の大きさ、有線ケーブルを有する形状の問題か
らカキ養殖のように、撮影対象が密集した環境下の接近映像の取得には適していないと言える。
この点においては同じ海面養殖でも鯛やハマチ等の給餌養殖であれば、絡むような突起や障害物がない事から活用に適していると考える。

 水中ドローンのGPS情報の取得方法
GPS情報の取得にあたり、GPSのレシーバー部分を海面に浮かせ、有線で水中ドローンに接続を行ったが、水中ドローンの動きに対して海面のレシーバー部分の追従が遅れ、結果右図のような誤差が生じてしま
う結果となった。このことから水中ドローンのGPS情報においては、有線でのGPS情報の取得の方法は適していないと考える。
水中における位置情報の把握方法としては、音波を用いた技術が存在するため、実用化に向けては、このような技術が安価に取り入れられることが重要である。

 カキ養殖におけるカバレッジエリア
実証環境におけるローカル5Gのカバーエリアは、右図のように形成され、漁場全体をカバーすることが困難であった。ローカル5Gの利用においては、カキ養殖のように広大な海上のエリアを必要とする環境においては、難しく、限定的なエリアでの利用となる海面養殖や陸上養殖などに適していると考える。
14

ローカル5Gの性能評価等の技術実証

15

実証目標

背景となる技術的課題

実証目標

技術基準の見直し等に資する
新たな知見「その他ローカル5Gに関する技術実証」（仕様書ウ相当）の提案理由

ローカル5Gネットワークを必要とするソリューションに対し、必要な通信品質、受信電力を提供できる
サービスエリアを作る必要がある。サービスエリア構築においては、設計、構築後のエリア測定によるサービスエリアの確認を必要とする。本技術実証では漁場を対象とし、遠隔から水中ドローンの制御、及び映像監視を実施するユースケースにおいて、サービスエリア構築に対して設計、構築後のエリア測定、及び設計と構築におけるそのギャップが明らかになっておらず、現実に即したサービスエリア設計ができない事が課題である。また、ローカル5Gは広く全国展開されたキャリア5Gのサービスエリア上で利用する事が想定されるが、ローカル5G、キャリア5Gの共存環境において、それぞれの通信環境に影響がない
か実フィールドで確認ができていないことが課題である。
(ア)基地局から半径５００ｍ以内での海上におけるローカル5Gの通信品質を確認し、本ユースケースにおけるローカル5G整備の適用性を確認する。
(イ)ローカル5Gのサービスエリアに対する電波伝搬シミュレーションツールを利用したシミュレーションの結果、及びア)で実施の測定結果に基づき、海上におけるエリア構築に対する考察を行い、設計手法における課題、留意点の洗い出しを行う。
(ウ)ローカル5Gとキャリア5Gの共存環境における与被干渉による影響を測定、考察を行い、ローカル5Gとキャリア5Gの共存環境における無線設計手法における課題、留意点の洗い出しを行う。

環境設置場所（能美海上ロッジ）

ローカル5Gのエリア構築やシステム構成の検証において、総務省より提示のエリア算出に基づく業務区
域、カバーエリア、干渉調整エリアを想定し、受信電力を実測することでそれらを比較検証し、技術基準の見直し等に資する新たな知見が得られるかアプローチした。
ローカル5Gを整備する環境は、全国エリアに整備が進むキャリア5Gのエリアに重なり整備する事が一般的となる事が考えられる。その環境において、実フィールドでローカル5G、キャリア5Gが互いに通信品質に影響を及ぼすことがないか実証を実施する。

16

基地局エリアカバレッジ

実証目標
 本システムとして満たすべきKPI：ア）、イ）：漁場に設置された牡蠣の筏で５G通信を受信し、５G端末に接続された水中ドローンの映像を遠隔で確認、水中ドローンの遠隔コントロールを実施するソリューションにおいては下記の性能要件を求める。下表の通りの性能を満たすこと
ウ）ローカル5Gは広くキャリア5Gのネットワークが整備された環境下に共存し、占有してカスタマイズ可能なネットワークとして整備されることが想定されるため、ローカル5Gとキャリア5Gの共存可能性を検証する。

性能要件の指標

要件の根拠

性能値

受信電力(RSSI)

電波法審査基準（総務省）-84.6dBm カバーエリア-91.0dBm 干渉調整エリア

上り

水中ドローンからの映像信号（FHD（H.264）30FPS）

6Mbps〜12Mbps

下り水中ドローンの遠隔操作用の信号

10Kbps～50Kbps

水中ドローンが求める遅延の指標

100ms未満

スループット遅延17

ア、ユースケースに基づくローカル5Gの性能評価等• 計測指標：P20に記載の性能要件の指標をローカル5Gのエリアで満たすことを確認する。海面反射の影響の可能性を確認する
ため、潮位が異なるタイミングで測定し、その結果を比較する。
• 評価・検証方法、技術的課題の解決方策：シミュレーションの結果と重ねて距離、アンテナからの方向が異なるポイントを20ポイント設定し、船をポイントに固定し、エリアテスタによる受信電力、及びスピードテストによりスループット測定を実施する。
• 検証結果：①20箇所の性能品質測定（受信電力、スループット、遅延）において、ポイント10以外はP20に記載の性能基準を満たすことを確認した。
②潮位の異なるタイミングで1,6,12,18のポイントで受信電力、スループットを測定し、海面反射の影響の可能性があるか検証を行い、潮位が異なるタイミングの測定値にばらつきがあることを確認した。
• 考察：
 測定環境①本実証で計画の電波発射場所より
半径500mを本実証のユースケースに利用可能なローカル5Gサービスエ シミュレーションの結果と測定ポイント
リアとすることが出来た。
②海面反射とローカル5G通信品質の直接の因果関係を明らかにするには至っていないが、その可能性を証明することが出来た。
• 更なる技術的課題②の要因として海面反射、潮位、気温、湿度、波、風、船の動揺等、自然環境が複雑に関係する事から、これらの要素がどのようにローカル5Gの利用に影響するか要素分解するために、
環境データと組み合わせたより多くのデータを取得し、多角的に分析することが必要である。
18

イ、ローカル5Gのエリア構築やシステム構成の検証等• 計測指標：海上におけるローカル5Gエリア構築において、その設計手法を確立する目的でシミュレーションの結果と実フィールドでの実測との比較を実施する。
• 評価・検証方法：
1. 市販ソフトウェアiBwave Design v.14.0.3.180による受信電力のシミュレーションを実施する。
2. 1の結果とア、ユースケースに基づくローカル5Gの性能評価等結果の受信電力の比較、評価を実施• 検証結果：計測ポイント20箇所においてRSRPの値をシミュレーション値と比較検証の結果、全てのポイントにおいて、値の10%の差以内に収まることを確認した。
• 潮位変化の観測で受信電力RSRPに5dB程の変化があったこと、及びRSRPの値が分散する事象が確認できたことから、シス
テム、及びサービスエリアの設計をする際には、5dB程のマージンを考慮した設計をすることが必要となる新たな知見を得た。
 iBwave Designによるミュレーションの結果

No.

シミュレーション

実測値

No.

シミュレーション

実測値

1-92~-101-100.511-92~-101-103.02-101~-110

-99.3

12

-101~110-104.93-119~-128-110.513-101~110-116.2

4-119~-128-109.714-101~110-105.45-92~-101-108.315-110~119-118.46-92~-101-103.316-101~110-108.5

7-101~-110-100.217-101~110-109.88-110~-119-112.118-101~110-116.19-119~128-117.319-110~119-125.910-101~-110-122.620-101~110-116.719

ウ．その他ローカル5Gに関する技術実証の結果と考察
計測指標：ローカル5Gは広くキャリア5Gのネットワークが整備された環境下に共存し、占有してカスタマイズ可能なネットワークとして整備されることが想定される。ローカル5Gとキャリア5Gの共存において相互の通信に影響が無いことを確認する。
• 評価・検証方法、技術的課題の解決方策：下表の3パターンにおけるローカル5G、キャリア5Gそれぞれの通信のDL：ダウンロード、UL：アップロード、RTT：遅延を測定し、パターンによる結果の差異を確認する。
• 検証結果：下表の通り、各パターンによる通信品質による違いがないことを確認した。
• 考察：本実証のキャリア5G、ローカル5Gの相互通信に影響が無いことを確認し、今後キャリア5Gのエリア上でローカル5Gを整備する知見として整理することが出来た。
単位ms
単位Mbpsローカル5G

キャリア5G

ローカル5G測定結果

キャリア5G測定結果

DL

UL

RTT

DL

UL

RTT

パターン１

通信状態

非通信状態

96

185

28

-

-

-

パターン２

通信状態

通信状態

104

186

28

270

111

154

パターン３

非通信状態

通信状態

-

-

-

256

114

152

受信電力[dBm]

4400-4900MHz-20-70

更なる技術的課題：ローカル5Gとキャリア5Gの整備要件においてパターンを増やし、キャリア5G提供者とローカル5G提供者が互いに共通の知見を貯めていくことが今後の干渉調整を簡易化することにつながり、ローカル5Gの普及を促進すると考える。

-120
4400
4450
4500
4550
4600
4650
4700
4750
4800
4850
4900
周波数[MHz]20

実装・横展開に関する検討

21

持続可能な事業モデル等の構築・計画
 実装上の課題
本実証後に、構築し使用した実証システムを、同じカキ養殖に継続して利用することについて下記のように検討を行った。
今回の実証の設定は、廃屋である建屋を利用することから、事後に撤去し建て替えることが決まっていた条件で当該地の利用を許諾いただいた経緯があるため、継続利用を検討する場合は、異なる海域で今回の実証と同じことを実施できることが重要であると位置づけている。
但し継続利用の場合、オペレーション費用が発生する。つまり、継続利用のためのライセンス料やシステム運用費用の負担をどうするかということが問題となる。また、システムの設置場所を変えることに伴い、免許を取り直すことや設置場所の再設計が必要となり、免許申請費用や再設計費用が掛かることになる。下記継続利用の費用項目（条件）に基づき、継続利用について広島県
および漁協関係者の意向を確認した。
ローカル5G導入/運用費用の目安
導入費用

令和2年12月現在価格帯（円）５Gシステムモバイルコア

数百万

基地局

数百万

端末

数十万

SIM

数千/枚

NW機器等

数百万

エリア設計

百万

免許申請

百万/一か所設計

数百万

センター装置構築

百万

基地局構築

数百万/一か所

フィールド試験

数十万

SIM

SIM

数百/月

保守費

モバイルコア保守数十万/月

基地局構保守数万/月

NW機械保守

数万/月

運用支援

数万/月

導入支援

運用費用

運用支援費

22

持続可能な事業モデル等の構築・計画
 継続利用の方向性
2020年12月17日に漁協関係者と広島県にヒアリングを行った結果、システムのカバーエリアが狭いことから漁協内の一部の生産者に対してしか当該システムを供せられない点、また導入・運用に際して新たに払うべきコストを考えると、継続利用は厳しいという回答があった。
従って、本実証場所での継続利用は困難と判断せざるを得ず、他の地域での継続利用、更にはカキ養殖に限定しないシステ
ム・機材の活用の可能性に検討範囲を拡張して、検討を進めている。

 河川行政への活用
レイヤーズ・コンサルティングが長年に亘り岡山県、および県内地公体と各種協業を継続している強いパイプがあるため、岡山県のカキ養殖事業者や他の魚種の養殖事業者等を筆頭に継続利用を打診した。分野別課題実証調整事業者と相談した結果、継続活用に於ける順守すべき条件の優先順位として、カキ養殖→他の海水面・内水面養殖→その他海洋・河川・湖沼等での活用という順番で、継続利用の対象を検討した。
今年度の実証の設えでは、カキ養殖やその他海水面養殖においては、今回の実証地域に於ける協力漁協からの反応と同じく、システムのカバーエリアが狭く、対象範囲内の一部の地域しか利用できないという課題があるため、優先順位の低い「その他海洋・河川等での活用」という方向性での検討を進めている。
現時点では、岡山県和気町（まち経営課）と協議を開始しており、使用目的として和気町が想定しているものとしては、河川の生態系の調査、ダム・池・河川の堆砂の調査、河川清掃、池等での水難行方不明者の捜索、等を念頭に協議を進めている。

 継続研究への活用
一方、継続研究としての利用も考えられる。今回の実験場所である能美ロッジを2021年4月以降も年内は継続使用できることを江田島市と調整しており、実証システムを現地でのローカル5G研究に活用することができる見込みである。コンソ
メンバである東京大学はローカル5Gのサービスエリアの設計、整備手法についての継続研究の実施を2021年度に計画している。
23

横展開に資する普及モデルに関する検討
本実証で構成の水中環境を可視化するソリューションは他の魚の給餌養殖や陸上養殖に横展開ができると考えた。
また、さらなる取組や新しい事業者の巻き込みなどが必要なこと、及び横展開に資する普及モデルに関する要件として、ローカ
ル5Gの整備、運用のコストがビジネスモデルの中で事業継続できるモデルとして成立する事が必要と考え、「ローカル5Gを活用し地域の生産、環境に「サステナブル」なビジネスモデル（コンセプト）」として下記を検討した。
海中環境の可視化（水中の可視化、環境データの取得）を基にした牡蠣ブランド作り
課題：ローカル5Gや水中ドローン、環境センサ等のIoT活用をどのように持続的に生産コスト削減、価値向上につなげるか？
生産・環境が変わる海の状況に適応する
ため、データを基にした効率的な生産（コスト削減）・データと紐づけた新ブランド開発（価値向上）

牡蠣生産者
漁業組合

・海中の様子の監視を委託
・トレーサビリティ管理を委託

新規

ローカル5Gネットワークを運用。そのネットワーク上で水中ドローンや環境センサ等のIoTを活用し、海中環境の可視化

販売
流通

消費

海中環境監視・生産支援 自治体／企業

小売店

EC

データを基にしたおいしい、安心、安全な牡蠣を確保
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生産環境・生産者のトレーサビリティを確保

共同利用型プラットフォームに関する検討 実証結果を踏まえPFに具備すべき機能
 遠隔地からのリアルタイムな監視、観測を可能とする映像配信機能
漁場とは離れる場所からの監視、観測を可能とする映像配信する機能が必要であると考える。本実証でも高精細映像の解像度UHDフォーマットの映像から得られる情報量は他と比較し、明らかに多かった。将来的に人手に代わり、ロボットによる監視、観測から漁業者に情報を伝達する場合を想像すると、情報量が多い高解像度であることが望ましい。これらは、AIを使った映像解析にも有効である。

 低遅延な遠隔地からのカメラ映像の操作機能
遠隔地から遅延なく操縦することは非常に重要である。水中ドローンは、潮で流されやすく、障害物に衝突を回避することや対象物を補足することなど、周囲の状況に応じた操縦が必要であった。これは他の漁業分野での活用においても同様であるため、共通利用型プラットフォームにおいても、エッジコンピューティングやMECの技術を最大限活用し、遅延を低減することが重要であると考える、

 各種センサーデータの統一的な管理、海図マージ機能
漁業関係者より水中ドローンによる環境データ取得の評価を得られたが、水中ドローンが潜航する度にセンサーからのデータを取得し、更新を行い、海図にマージすることで漁業者にとって有用な情報と考える。そのためには、センサーデータの形式や処理などをオープンにし、扱いやすいデータとして統一的な管理が必要である。但し、前述のとおりGPS情報の取得方法が課題として残る。

 映像等の素材から分析・評価する機能
海中映像の取得については、本実証にて確認できたが、マグロ養殖事業の成功
事例のようにAI技術との連携した映像分析が不可欠であると考える。
カキ養殖においても海中映像、センサー情報、機械学習、AIによる分析と組み合わせることで、更なるへい死の低下や漁業従事者の高齢化・若手の育成、作業効率化などの課題に対応していくことができると考える。
25

共同利用型プラットフォームに関する検討
 共同利用型プラットフォームを通じた横展開の在り方
 段階的に利用範囲の拡張を進めることが横展開に有効本実証で実施した遠隔地からの高精細映像や環境データのリアル
タイム配信による海中の可視化を例にとっても季節、天候、時間、
潮流といった様々な自然環境での利用が想定され、急速な横展開になれば、多種多様な情報の伝達が行われることで、得る側も与える側も情報管理が煩雑になることが想定される。
共同利用型プラットフォームの活用を効率よく広げていくためには、
農林水産省が推進する『「知」の集積と活用の場』のプラットフォームの「テーマごとに産学官参加する仕組み」のように、目的用途を明確にし、必要とする情報を展開することが重要であると考える。

 ガイドブック形式での横展開の在り方が有効
共同利用型プラットフォームを通じた横展開としては、本実証で実施した５G通信を利用した水中ドローンによる海中の可視化という一つのユースケースとして広め、知ってもらうことが最初のステップとして重要であると考える。
また、中堅・中小企業や地方公共団体等による利用開始のハードルを大幅に引き下げるためには、多様性を確保したユーザーオンリ
エンテッドの形が重要であることから、課題解決システムをアプリ
ケーションとして共同利用型プラットフォーム上に実証するよりも、実証実験を通じて得られた知見をドキュメントや、使用機材、環境等をカタログ提供するなどのガイドブック形式での横展開の在り方が望ましいと考える。
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まとめ

27

まとめ
 課題実証
陸上の遠隔地から海中の状況を可視化するために水中ドローンを操縦し、更にドローンが撮影する映像を遠隔地に伝送するため、映像伝送に対して効果が期待される大容量・低遅延の５G技術を活用した「水中ドローンを活用した遠隔での海中の状況の可視化システム」を構築した。
また、水中ドローンで取得した映像と、センサーで取得した環境データを組み合わせ、且つローカル5Gが持つ大容量、低遅延の技術を活かした養殖場環境の分析システムを構築し、取得する映像と環境データを組み合わせた養殖漁場環境の分析評価を行った。
結果として、水中ドローンを用いることで、一生産者あたり年間約84万円の費用削減が可能との試算結果となった。水中
ドローンの高精細映像による付着生物の確認作業効率化に加え、従来のクレーン船に代えて小型船で済むことや、養殖場の種々のノウハウを保持した知見者が現場に行かなくても済む等、コスト効果が高いという評価や、水中ドローンによる環
境データ取得により、一定の海域ではあるが広範囲に調査が可能になるとの評価を得られた。

 技術実証(ア)基地局から半径５００ｍ以内での海上におけるローカル5Gの通信品質を確認し、本ユースケースにおけるローカル5G
整備の適用性を確認した。
(イ)ローカル5Gのサービスエリアに対する電波伝搬シミュレーションツールを利用したシミュレーションの結果、及びア)で実施の測定結果に基づき、海上におけるエリア構築に対する考察を行い、設計手法における課題、留意点の洗い出しを行った。
(ウ)ローカル5Gとキャリア5Gの共存環境における与被干渉による影響を測定、考察を行い、ローカル5Gとキャリア5Gの共存環境における無線設計手法における課題、留意点の洗い出しを行った。
結果として、アンテナから500mと設定したサービスエリアにおいて、アンテナパターンに基づき、通信品質を満たす通信ができることを実証でき、漁場におけるエリア設計手法において、今回実施のシミュレーション手法が有効であることを実証した。また、ローカル5G及びキャリア5Gが5m程度の距離での整備においても互いの通信に影響を及ぼさない事を確認した。

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