(57)【要約】【課題】無線通信装置が移動した場合であっても、同じ空き周波数のままコグニティブ無線通信を継続できる可能性を高くする。【解決手段】無線通信装置が無線基地局から近くの位置（第１領域）に存在する場合は、無線基地局の位置に対応した空き周波数を用いて第１コグニティブ無線通信を開始し、無線通信装置が無線基地局から遠くの位置（第２領域）に存在する場合は、無線通信装置の現在位置である自己位置に対応した空き周波数を用いて第２コグニティブ無線通信を開始する。こうすれば、無線基地局から遠い位置（第２領域）から、さらに無線通信装置が移動した位置であってもコグニティブ無線通信を継続できる可能性を高くすることが可能となる。【選択図】図５
2014123930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信に用いる周波数の割り当てを受けた当事者が使用していない周波数である空き周波数を使用して、コグニティブ無線通信を行う無線通信装置であって、
該無線通信装置が通信可能な無線基地局の位置に対応した前記空き周波数を示す第１空き周波数情報を取得する第１取得手段と、
該無線通信装置の現在位置である自己位置に関する情報を取得する自己位置取得手段と、
前記自己位置に対応した前記空き周波数を示す第２空き周波数情報を取得する第２取得手段と、
前記無線基地局の位置を含む第１領域と、前記第１領域に隣接した第２領域とのうち、何れの領域に前記無線通信装置が存在するかを判定する判定手段と、
前記無線通信装置が前記第１領域に存在する場合は、前記第１空き周波数情報が示す前記空き周波数を用いた前記コグニティブ無線通信である第１コグニティブ無線通信を行い、前記無線通信装置が前記第２領域に存在する場合は、前記第２空き周波数情報が示す前記空き周波数を用いた前記コグニティブ無線通信である第２コグニティブ無線通信を行う通信手段と
を備える無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、
前記第２取得手段は、前記第２空き周波数情報に加え、該第２空き周波数情報が示す前記空き周波数を使用可能な範囲を示す情報を取得する手段である無線通信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線通信装置であって、
前記判定手段は、前記自己位置に関する情報と前記無線基地局の位置に関する情報とに基づいて、前記第１領域と前記第２領域とのうち前記無線通信装置が存在する領域を判定する手段である無線通信装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の無線通信装置であって、
前記判定手段は、前記無線基地局から受信する信号の受信レベルに応じて、前記第１領域と前記第２領域とのうち前記無線通信装置が存在する領域を判定する手段である無線通信装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の無線通信装置であって、
前記通信手段は、前記第２コグニティブ無線通信を開始するに際して、前記第２空き周波数情報が示す前記空き周波数が複数存在する場合には、現在通信可能な前記無線基地局と隣接する前記無線基地局のうち、前記無線通信装置から所定の距離以内に存在する前記無線基地局の通信可能範囲でも使用可能な前記空き周波数を優先して選択して、前記第２コグニティブ無線通信を開始する手段である無線通信装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の無線通信装置であって、
前記通信手段は、前記第１コグニティブ無線通信から前記第２コグニティブ無線通信に切り換えるに際して、前記第２空き周波数情報が示す前記空き周波数が複数存在し、且つ、この複数の前記空き周波数の中に該第１コグニティブ無線通信で使用されていた前記空き周波数が含まれていた場合には、この前記空き周波数を選択して前記第２コグニティブ無線通信を開始する手段である無線通信装置。
【請求項７】
無線通信に用いる周波数の割り当てを受けた当事者が使用していない周波数である空き周波数を使用して、コグニティブ無線通信を行う無線通信方法であって、
無線通信装置が通信可能な無線基地局の位置に対応した前記空き周波数を示す第１空き周波数情報を取得する工程と、
該無線通信装置の現在位置である自己位置に関する情報を取得する工程と、
前記自己位置に対応した前記空き周波数を示す第２空き周波数情報を取得する工程と、
前記無線基地局の位置を含む第１領域と、前記第１領域の外側に設定された第２領域とのうち、何れの領域に前記無線通信装置が存在するかを判定する工程と、
前記無線通信装置が前記第１領域に存在する場合は、前記第１空き周波数情報が示す前記空き周波数を用いた前記コグニティブ無線通信である第１コグニティブ無線通信を行い、前記無線通信装置が前記第２領域に存在する場合は、前記第２空き周波数情報が示す前記空き周波数を用いた前記コグニティブ無線通信である第２コグニティブ無線通信を行う工程と
を備える無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動しながらコグニティブ無線通信する無線通信装置に関し、詳しくはコグニティブ無線通信に使用する通信周波数を選択する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線通信装置が無線を用いて通信するシステム（無線通信システム）は、予め割り当てられた周波数を用いて通信することが前提である。また、異なる無線通信システムに対しては、システム内での通信が他のシステム内での通信を妨げることが無いように異なる周波数が割り当てられる。もっとも、無線通信に利用可能な周波数範囲には限りがあるから、無線通信システムの数が多くなると割り当てる周波数が不足する虞がある。そこで今日では、コグニティブ無線通信と呼ばれる通信技術が注目されるようになり、盛んに研究開発が進められている。
【０００３】
コグニティブ無線通信とは、次のような通信技術である。無線通信システムの大部分は、割り当てられた周波数を必ずしも２４時間連続して使用しているわけではない。従って、その無線通信システムに割り当てられた周波数には、実際には使われていない時間帯が存在している。また、テレビ放送局などのように無線通信システムが一定の地域を通信対象としている場合には、その無線通信システムに割り当てられた周波数は対象地域の外側では使われていない。コグニティブ無線通信とは、このように時間的あるいは場所的に使われていない周波数（「空き周波数」あるいは「ホワイトスペース」と呼ばれる）を利用して無線通信する技術である。
【０００４】
無線通信装置がコグニティブ無線通信を行うためには、使用可能な空き周波数を取得する必要がある。そこで、次の様な技術が提案されている。まず、コグニティブ無線通信ではない通信方法を使って最寄りの無線基地局に接続し、その無線基地局が存在する位置で使用可能な空き周波数の情報を取得する。そして、取得した空き周波数の情報に基づいてコグニティブ無線通信を開始する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３４６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、自動車に搭載された無線通信装置のように、移動しながらコグニティブ無線通信を行う無線通信装置に対して、提案されている技術を適用した場合は、次のような問題があった。すなわち、コグニティブ無線通信を行う無線通信装置が存在する位置と、コグニティブ無線通信を行うための空き周波数が取得された位置（無線基地局の位置）とが一致していないため、取得した空き周波数が移動先で利用できなくなり、コグニティブ無線通信を継続することができなくなるという問題があった。また、無線基地局と通信可能な領域の外側に無線通信装置が移動した場合は、無線基地局から空き周波数を取得することができなくなり、コグニティブ無線通信を継続することができなくなるという問題があった。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題に鑑みてなされたものであり、無線通信装置が移動した場合であっても、通信が途絶しにくいコグニティブ無線通信技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した問題を解決するために、本発明の無線通信装置および無線通信方法は、無線通信装置が無線基地局から近くの位置（第１領域）に存在する場合は、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いて第１コグニティブ無線通信を行う。これに対して、無線通信装置が無線基地局から遠くの位置（第２領域）に存在する場合は、無線通信装置の現在位置である「自己位置に対応した空き周波数」を用いて第２コグニティブ無線通信を行う。尚、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」は、それぞれの無線基地局に予め記憶しておいてもよいが、無線基地局でなく無線基地局と通信可能なデータベースにそれぞれの無線基地局に対応付けて予め記憶しておいてもよい。また、「自己位置に対応した空き周波数」は、無線基地局やデータベースに、第２領域内の各地点に対応付けて予め記憶しておき、自己位置に近い地点の空き周波数を「自己位置に対応した空き周波数」としてもよいが、第２コグニティブ無線通信を開始するに際して、無線基地局やデータベースが自己位置および各空き周波数の使用可能領域に基づき演算してもよい。
【０００９】
こうすれば、無線基地局から近い位置（第１領域）でコグニティブ無線通信を開始する場合は、空き周波数が取得された位置（無線基地局の位置）から無線通信装置までの距離が小さいので、そこから無線通信装置が移動した位置でも「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いたコグニティブ無線通信を継続できる可能性が高い。これに対して、無線基地局から遠い位置（第２領域）でコグニティブ無線通信を開始する場合は、空き周波数が取得された位置（無線基地局の位置）から無線通信装置までの距離が大きく、そこから無線通信装置が移動すると空き周波数が取得された位置（無線基地局の位置）までの距離がさらに大きくなって、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いたコグニティブ無線通信を継続できない可能性が高い。この点、本発明の無線通信装置および無線通信方法は、無線基地局から遠い位置（第２領域）に無線通信装置が存在する場合は、無線通信装置が存在する位置での空き周波数を用いたコグニティブ無線通信を開始する。このため、そこから無線通信装置が移動した位置であっても、空き周波数が取得された位置と無線通信装置の位置との距離の隔たりを小さく抑えることができ、コグニティブ無線通信を継続できる可能性を高くすることが可能となる。
【００１０】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、第２空き周波数情報に加え、第２空き周波数情報が示す空き周波数を使用可能な範囲を示す情報を取得するようにしてもよい。
【００１１】
こうすれば、第２コグニティブ無線通信を開始するに際して、無線通信装置は、該第２コグニティブ無線通信に使用する空き周波数を使用可能な範囲を認識することができるので、使用可能な範囲の外側で該空き周波数を使用することを防止できる。また、第２空き周波数情報が示す空き周波数が複数ある場合は、この使用可能範囲がより広い第２空き周波数を選択することで使用する空き周波数を切り換えることなく第２コグニティブ無線通信をより長く継続することが可能となる。
【００１２】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、自己位置に関する情報と無線基地局の位置に関する情報に基づき、無線通信装置が第１領域または第２領域の何れに存在するかを判定するようにしてもよい。
【００１３】
こうすれば、無線通信装置および無線基地局が実際に存在する位置に基づいて無線通信装置が第１領域または第２領域の何れに存在するかの判定を行うので、開始するコグニティブ無線通信（第１コグニティブ無線通信または第２コグニティブ無線通信）を的確に選択することが可能となる。
【００１４】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、無線基地局から受信する信号の受信レベルに応じて、無線通信装置が第１領域または第２領域の何れに存在するかを判定するようにしてもよい。
【００１５】
こうすれば、無線基地局から送信される信号の受信レベルを判定することにより、無線通信装置が第１領域または第２領域の何れに存在するかを判定できる。したがって、無線基地局から近い位置であっても、遮蔽物などの外的要因のためにビーコンの受信レベルが小さい位置では、第２領域であると判断して第２コグニティブ無線通信を開始する。そして、その後ビーコンの受信ができなくなっても、そのまま第２コグニティブ無線通信を継続する。すなわち、無線基地局から近い位置であるものの遮蔽物などの外的要因のためにビーコンの受信ができない位置においても、第２コグニティブ無線通信を継続することが可能となる。
【００１６】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、第２コグニティブ無線通信を開始するに際して、第２空き周波数情報が示す空き周波数が複数存在する場合には、現在通信可能な無線基地局と隣接する無線基地局でも使用可能な空き周波数を優先して選択して、第２コグニティブ無線通信を開始するようにしてもよい。
【００１７】
こうすれば、第２コグニティブ無線通信を行っている状態で、現在通信可能な無線基地局から離れて隣接する別の無線基地局の方向へ移動する場合は、使用中の空き周波数を継続して使用することが可能となる。尚、現在通信可能な無線基地局と隣接する無線基地局とは、現在通信可能な無線基地局と通信可能範囲同士が接するまたは交差する無線基地局や、通信可能範囲同士が所定距離以内にある無線基地局などが例示できる。
【００１８】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、第１コグニティブ無線通信から第２コグニティブ無線通信に切り換えるに際して、第２空き周波数情報が示す空き周波数が複数存在し、且つ、この複数の空き周波数の中に切り換え前の第１コグニティブ無線通信で使用されていた空き周波数が含まれていた場合には、この空き周波数を選択して第２コグニティブ無線通信を開始するようにしてもよい。
【００１９】
こうすれば、第１コグニティブ無線通信から第２コグニティブ無線通信に切り換える場合に、使用中の空き周波数を継続して使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両１０がテレビの空き周波数を用いてコグニティブ無線通信する様子を概念的に示した説明図である。
【図２】車両１０がコグニティブ無線通信を行うための大まかな無線通信システム１を示す説明図である。
【図３】本実施例の無線通信装置１００の構成を示す説明図である。
【図４】本実施例の車両１０がコグニティブ無線通信時に実行する通信制御処理のフローチャートである。
【図５】無線基地局２の基地局通信領域を概念的に示す説明図である。
【図６】基地局通信領域の近傍で「同一の空き周波数が使用可能な領域」が切り換わる場合の効果を示す説明図である。
【図７】変形例１の「自己位置に対応した空き周波数」の選択方法を概念的に示す説明図である。
【図８】変形例１の第２コグニティブ無線通信停止処理を示すフローチャートである。
【図９】変形例２の「自己位置に対応した空き周波数」の選択方法を概念的に示す説明図である。
【図１０】変形例３の「自己位置に対応した空き周波数」の選択方法を概念的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
Ａ．装置構成  ：
先ず始めに、本実施例の無線通信装置１００を搭載した車両１０で行われるコグニティブ無線通信の概要について簡単に説明しておく。本実施例では、テレビ放送用の周波数を用いてコグニティブ無線通信を行う。各テレビ放送局には固有の周波数が割り当てられており、各テレビ放送局は割り当てられた周波数を用いて、それぞれの領域内に向かってテレビ信号を送信する。尚、本実施例ではテレビ放送用の空き周波数を用いてコグニティブ無線通信するものとして説明するが、もちろん、テレビ放送用以外の空き周波数を用いてコグニティブ無線通信する場合にも全く同様にして本実施例の無線通信装置１００を適用することができる。
【００２２】
図１には、複数のテレビ放送局Ａ〜Ｃと、各テレビ放送局がテレビ信号を送信する領域ＲＡ〜ＲＣが概念的に示されている。たとえば、テレビ放送局Ａは領域ＲＡに対してテレビ信号を送信し、テレビ放送局Ｂは領域ＲＢに対して、テレビ放送局Ｃは領域ＲＣに対してテレビ信号を送信する。また、各テレビ放送局Ａ〜Ｃは、予め割り当てられた固有の周波数を用いてテレビ信号を送信する。従って、領域ＲＡでは、テレビ放送局Ｂあるいはテレビ放送局Ｃに割り当てられた周波数は使用されておらず、領域ＲＢでは、テレビ放送局Ａあるいはテレビ放送局Ｃに割り当てられた周波数は使用されていない。同様に領域ＲＣでは、テレビ放送局Ａあるいはテレビ放送局Ｂに割り当てられた周波数は使用されていない。車両１０は、これら使用されていない周波数（空き周波数）を用いて、他の車両（図示は省略）との間でコグニティブ無線通信する。尚、各テレビ放送局Ａ〜Ｃがテレビ信号を送信するそれぞれの領域ＲＡ〜ＲＣは、半径にして数十Ｋｍにも及ぶ広大なものである。これに対して、車両１０が他の車両との間で通信可能な範囲は代表的には半径１００ｍ〜１５０ｍ程度である。このように、領域ＲＡ〜ＲＣや、車両１０の通信領域、車両１０の大きさは、桁が大きく異なっているが、表示の便宜上から、図１では実際の比率とは異なる比率で表示されている。
【００２３】
図２には、車両１０がコグニティブ無線通信を行うための大まかな無線通信システム１が示されている。図示されるように、車両１０には本実施例の無線通信装置１００が搭載されており、無線基地局２と接続することができる。また、無線基地局２は、公衆通信回線網３を介してデータベース４に接続されている。データベース４には、空き周波数に関する多数の情報が蓄積されている。また、無線通信装置１００は、車両１０を制御する車両制御部１２とデータをやり取りして必要なデータを取得することができる。尚、無線基地局２は、各無線基地局２の出力強度や人口密度等に応じて、各地に設置されている。
【００２４】
図３には、無線通信装置１００の詳細な構成が示されている。図示されるように、本実施例の無線通信装置１００は、無線通信装置１００の全体の動作を制御する通信制御部１０２を中心として、通信制御部１０２と接続されたＧＰＳ部１０８、通信制御部１０２とバス１１０を介して接続された無線通信部１０４および記憶部１０６などから構成されている。この中の無線通信部１０４は、通信制御部１０２の制御の下で、無線基地局２（図２参照）や他の車両などとの間で無線通信する処理を司る。また、記憶部１０６は、通信制御部１０２の処理結果や、通信に伴って得られた各種のデータを記憶する。ＧＰＳ部１０８は、図示しないＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して現在位置を検出する。
【００２５】
Ｂ．通信制御処理  ：
図４には、無線通信装置１００がコグニティブ無線通信する際に実行する通信制御処理のフローチャートが示されている。この処理は、車両１０の運転者の操作によって、あるいは車両制御部１２からの要求に応じて通信制御部１０２が開始する。通信制御処理を開始すると、先ず始めに通信制御部１０２は、ビーコンの受信を確認するタイミングか否かを判断する（Ｓ１００）。
【００２６】
ビーコンは、無線基地局２から定期的にブロードキャストされる信号であり、このビーコンには、送信元である無線基地局２のアドレス（宛先情報）を示す情報や、無線基地局２との通信に使用する周波数を示す情報などが含まれている。本実施例の無線通信装置１００では、通信制御処理の起動に伴ってビーコンの受信を確認した後、所定時間（例えば６０秒）が経過する毎にビーコンの受信を確認する。
【００２７】
通信制御処理が起動された直後は、ビーコンの受信を確認するタイミングであると判断される（Ｓ１００：ｙｅｓ）。そして、この場合は（Ｓ１００：ｙｅｓ）、無線通信部１０４がビーコンを受信しているか否かを判断する（Ｓ１０２）。もちろん、無線基地局２から送信されるビーコンは、無線基地局２から所定の距離（例えば、２００ｍ）までしか届かないので、Ｓ１０２の判断処理では結局のところ、無線通信装置１００（車両１０）が無線基地局２と通信可能な領域に存在するか否かが判断される。以下では、無線基地局２が無線通信装置１００と通信可能な領域を「基地局通信領域」と称する。尚、Ｓ１０２のビーコンを受信したか否かの判断処理に代えて、ビーコンの受信レベルが最低受信レベル（例えば−８２ｄＢｍ）以上か否かの判断処理を行うことによって、無線通信装置１００（車両１０）が基地局通信領域に存在するか否かを判断してもよい。
【００２８】
Ｓ１０２の判断処理の結果、無線通信装置１００が基地局通信領域に存在する場合は（Ｓ１０２：ｙｅｓ）、無線基地局２から受信したビーコンに基づき「ビーコンの受信レベル」、「無線基地局のアドレス（宛先情報）」、「無線基地局との通信用周波数」を特定して、これらを記憶部１０６に記憶する。「ビーコンの受信レベル」とは、無線通信部１０４がビーコンとして受信した電波の強度であって、一般的には（遮蔽物などの外的要因が少なければ）、無線基地局２の周辺位置では大きく、無線基地局２から離れるほど小さくなる。「無線基地局のアドレス（宛先情報）」とは、無線基地局２のＭＡＣアドレスなどの、無線通信装置１００から信号を送信するに際して特定の無線基地局２を指定するための情報である。換言すると、「無線基地局のアドレス（宛先情報）」を特定することによって、無線通信装置１００が通信可能な無線基地局２を特定することが可能となる。「無線基地局との通信用周波数」とは、コグニティブ無線通信に用いる空き周波数とは異なり、無線通信装置１００が無線基地局２と通信を行う際に用いる周波数である。
【００２９】
こうして、無線基地局２から受信したビーコンに基づき「ビーコンの受信レベル」、「無線基地局のアドレス（宛先情報）」、「無線基地局との通信用周波数」を特定したら、これらの中の「ビーコンの受信レベル」が所定値（例えば−７０ｄＢｍ）以上か否かを判断する（Ｓ１０６）。上述したように、ビーコンの受信レベルは、無線基地局２から無線通信装置１００までの距離に対応していることから、Ｓ１０６の判断処理では結局のところ、無線通信装置１００（車両１０）が無線基地局２から所定の距離以内の位置（無線通信装置２の位置を含む領域、以下「第１領域」という）に存在するか否かが判断される。尚、上述した所定値（ビーコンの受信レベルを判断する際のしきい値）としては、無線通信装置１００の受信感度に一定のマージンを加算した値等が用いられる。
【００３０】
図５には、無線基地局２の基地局通信領域が概念的に示されている。図５において、外側の実線の円は、ビーコンを受信可能な領域、すなわち、基地局通信領域を示している。また、内側の実線の円は、ビーコンの受信レベルが所定値以上の領域、すなわち、基地局通信領域であって無線基地局２の位置を含む「第１領域」を示している。また、内側の実線の円と外側の実線の円との間の領域（斜線パターンのハッチング）は、ビーコンを受信できるものの受信レベルが所定値未満の領域、すなわち、基地局通信領域であるものの第１領域より外側の領域（以下「第２領域」という）を示している。図４のＳ１０６の判断処理では、このように設定された第１領域または第２領域の何れの領域に無線通信装置１００（車両１０）が存在するかが判断される。
【００３１】
その結果、無線通信装置１００が第１領域に存在する場合は（Ｓ１０６：ｎｏ）、Ｓ１０４の処理で特定した無線基地局２に対して（Ｓ１０４の処理で特定した「無線基地局のアドレス」を付して）、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」のリスト（以下「第１空き周波数リスト」という）を要求する「基地局向け第１空き周波数リスト要求信号」を送信する（Ｓ１０８）。もちろん、基地局向け第１空き周波数リスト要求信号は、Ｓ１０４の処理で特定した「無線基地局との通信用周波数」を用いて無線通信部１０４から送信される。こうして、基地局向け第１空き周波数リスト要求信号を無線基地局２に向けて送信したら、該第１空き周波数リストを受信するまで待機する（Ｓ１１０）。
【００３２】
無線基地局２は、無線通信装置１００から基地局向け第１空き周波数リスト要求信号を受信すると、図２に示すデータベース４に対して、無線基地局２の位置を示す無線基地局位置情報とともに第１空き周波数リストを要求する「ＤＢ向け第１空き周波数リスト要求信号」を送信する。ここで、データベース４には、それぞれのテレビ放送局に対応させて、「テレビ放送局の位置」、「テレビ信号の送信に使用する周波数」、「テレビ信号の送信に使用する周波数をコグニティブ無線通信が使用することを禁止する範囲（以下「禁止範囲」という）」が記憶されている。データベース４は無線基地局２からＤＢ向け第１空き周波数リスト要求信号を受信すると、該信号に含まれる無線基地局位置情報に基づき無線基地局２の位置を特定する。続いて、予め設定された周波数の範囲に亘って、無線基地局２の位置が禁止範囲に含まれているか否かを判定し、無線基地局２の位置が禁止範囲に含まれていない周波数を「無線基地局の位置に対応した空き周波数」として特定する。そして、特定した「無線基地局の位置に対応した空き周波数」のリスト（空き周波数が１つの場合も含む）を第１空き周波数リストとして、無線基地局２に送信する。無線基地局２は、データベース４から第１空き周波数リストを受信すると、基地局向け第１空き周波数リスト要求信号を発信した無線通信装置１００に対して、受信した第１空き周波数リストを送信する。
尚、データベース４には、それぞれの無線基地局２に対応付けられた第１空き周波数リストが予め記憶されているようにしてもよい。この場合、データベース４は、無線基地局２からＤＢ向け第１空き周波数リスト要求信号を受信すると、当該無線基地局２に対応する第１空き周波数リストを検索して、検索した第１空き周波数リストを無線基地局２に送信する。
【００３３】
無線通信装置１００の通信制御部１０２は、第１空き周波数リストを受信すると（Ｓ１１０：ｙｅｓ）、受信した第１空き周波数リストの中から何れかの「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を選択する（Ｓ１１２）。そして、選択した「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いて他の車両とのコグニティブ無線通信を開始する（Ｓ１１４）。本実施例では、このような「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いたコグニティブ無線通信を「第１コグニティブ無線通信」と称する。
【００３４】
ここで、図５に示すように、無線通信装置１００（車両１０）が「第１領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、無線通信装置１００が無線基地局２から近い（所定の距離以内の）位置に存在するため、そこから無線通信装置１００が移動しても、基地局通信領域に存在する可能性、すなわち、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信が許可される位置に存在する可能性が高い。したがって、無線通信装置１００が「第１領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信を継続できる可能性が高い。
【００３５】
これに対して、無線通信装置１００（車両１０）が「第２領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、無線通信装置１００が無線基地局２から遠い（所定の距離を超える）位置に存在するため、そこから無線通信装置１００が移動すると、基地局通信領域の外側に存在する可能性、すなわち、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信が禁止される領域（図中ドットパターンのハッチングで示す部分）に進入してしまう可能性が高い。したがって、無線通信装置１００が「第２領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信を継続できなくなってしまう虞がある。
【００３６】
そこで、本実施例の無線通信装置１００は、「第２領域」に無線通信装置１００（車両１０）が存在する場合は、「自己位置に対応した空き周波数」を用いたコグニティブ無線通信（本実施例では「第２コグニティブ無線通信」という）を行う。すなわち、通信制御部１０２は先ず、図４のＳ１０４の処理で無線通信装置１００が第２領域に存在すると判断された場合は（Ｓ１０６：ｎｏ）、自己位置（無線通信装置１００の位置）を特定する処理を行う（Ｓ１２０）。この処理は次の手順で行われる。通信制御部１０２は、ＧＰＳ部１０８に現在位置の検出を指示する信号を送信する。ＧＰＳ部１０８はこの信号を受信するとＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して現在位置を検出するとともに、該現在位置を通信制御部１０２に送信する。通信制御部１０２は、ＧＰＳ部１０８から現在位置を受信すると、受信した現在位置を自己位置として記憶部１０６に記憶する。
【００３７】
こうして、自己位置を特定したら（Ｓ１２０）、Ｓ１０４の処理で特定した無線基地局２に対して（Ｓ１０４の処理で特定した「無線基地局のアドレス」を付して）、「自己位置に対応した空き周波数」のリスト（以下「第２空き周波数リスト」という）を要求する「第２空き周波数リスト要求信号」を送信する（Ｓ１２２）。もちろん、第２空き周波数リスト要求信号には、Ｓ１２０の処理で特定した自己位置を示す情報（以下「自己位置情報」という）が含まれている。また、基地局向け第１空き周波数リスト要求信号が送信される場合と同様に、第２空き周波数リスト要求信号は、Ｓ１０４の処理で特定した「無線基地局との通信用周波数」を用いて無線通信部１０４から送信される。こうして、第２空き周波数リスト要求信号を無線基地局２に向けて送信したら、該第２空き周波数リストを受信するまで待機する（Ｓ１１０）。
【００３８】
無線基地局２は、無線通信装置１００から第２空き周波数リスト要求信号を受信すると、受信した第２空き周波数リスト要求信号をそのまま図２に示すデータベース４に送信する。すなわち、無線通信装置１００から受信する第２空き周波数リスト要求信号には、空き周波数を要求する位置を示す情報（ここでは自己位置情報）が既に含まれていることから、そのままデータベース４に送信する。データベース４は無線基地局２から第２空き周波数リスト要求信号を受信すると、該信号に含まれる自己位置情報に基づき無線通信装置１００の位置を特定する。続いて、予め設定された周波数の範囲に亘って、無線通信装置１００の位置が禁止範囲に含まれているか否かを判定し、無線通信装置１００の位置が禁止範囲に含まれていない周波数を「自己位置に対応した空き周波数」として特定する。そして、特定した「自己位置に対応した空き周波数」のリスト（空き周波数が１つの場合も含む）を第２空き周波数リストとして、無線基地局２に送信する。無線基地局２は、データベース４から第２空き周波数リストを受信すると、第２空き周波数リスト要求信号を発信した無線通信装置１００に対して、受信した第２空き周波数リストを送信する。
尚、データベース４には、第２領域内の複数の地点それぞれに対応付けられた第２空き周波数リストが記憶されているようにしてもよい。この場合、データベース４は、無線基地局２から第２空き周波数リスト要求信号を受信すると、無線通信装置１００の位置を特定して、特定した無線通信装置１００の位置に最も近い地点に対応付けられた第２空き周波数リストを検索して、検索した第２空き周波数リストを無線基地局２に送信する。
【００３９】
無線通信装置１００の通信制御部１０２は、第２空き周波数リストを受信すると（Ｓ１１０：ｙｅｓ）、受信した第２空き周波数リストの中から何れかの「自己位置に対応した空き周波数」を選択する（Ｓ１１２）。そして、選択した「自己位置に対応した空き周波数」を用いて他の車両との第２コグニティブ無線通信を開始する（Ｓ１１４）。尚、第２空き周波数リストの中から何れかの「自己位置に対応した空き周波数」を選択するに際して、第２空き周波数リストの中に直前に行っていた第１コグニティブ無線通信で用いた空き周波数が存在する場合は、その空き周波数を選択する。こうすれば、第１コグニティブ無線通信から第２コグニティブ無線通信に切り換える場合に、使用中の空き周波数を継続して使用することが可能となる。
【００４０】
上述したように、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信が禁止される領域（基地局通信領域の外側）に進入してしまう可能性が第１領域よりも高い「第２領域」に無線通信装置１００（車両１０）が存在する場合は、「自己位置に対応した空き周波数」を利用した第２コグニティブ無線通信を開始する。この「自己位置に対応した空き周波数」は、無線通信装置１００が自己位置から所定の距離の範囲で使用可能な空き周波数である。したがって、無線通信装置１００が基地局通信領域の外側に進入してしまう場合でも、少なくとも無線通信装置１００が所定の距離を移動するまでは、第２コグニティブ無線通信を継続することが可能となる。
【００４１】
以上は、Ｓ１０２の判断処理でビーコンを受信していると判断された場合（Ｓ１０２：ｙｅｓ）の処理について説明した。これに対して、ビーコンを受信していない場合は（Ｓ１０２：ｎｏ）、第１コグニティブ無線通信中であるか否かを判断する（Ｓ１３０）。そして、第１コグニティブ無線通信中である場合は（Ｓ１３０：ｙｅｓ）、該第１コグニティブ無線通信を停止した後（Ｓ１３２）、通信制御処理の先頭に戻って上述した一連の処理を繰り返す。すなわち、第１コグニティブ無線通信中であるのにもかかわらずビーコンを受信できなくなった場合は、第２コグニティブ無線通信に切り換わることなく、無線通信装置１００が基地局通信領域の外側に移動した可能性があり、ひいては使用中の空き周波数の利用が許可されていない領域に移動した可能性があるので、第１コグニティブ無線通信を停止する。
これに対して、第１コグニティブ無線通信中でない場合（Ｓ１３０：ｎｏ）、すなわち、第２コグニティブ無線通信中である場合、および、何れのコグニティブ無線通信も行っていない場合は、通信制御処理の先頭に戻って上述した一連の処理を繰り返す。特に、第２コグニティブ無線通信中である場合は、「自己位置に対応した空き周波数」（無線通信装置１００が自己位置から所定の距離の範囲で使用可能な空き周波数）を使用していることから、基地局通信領域の外側でもこの周波数を使用できるので、ビーコンを受信できなくなっても通信を停止させない。
【００４２】
尚、第１コグニティブ無線通信中に通信制御処理の先頭に戻った場合において、新たに受信したビーコンに基づき特定した「無線基地局のアドレス」が同じである場合（Ｓ１０４の処理）、すなわち、前回ビーコンを受信した無線基地局２と同じ無線基地局２からビーコンを受信した場合は、新たにコグニティブ無線通信を開始することなく、実行中の第１コグニティブ無線通信を継続する。
【００４３】
また、「第１領域と第２領域との境界」から「基地局通信領域の内側と外側との境界」までの直線距離（すなわち第２領域の幅）は、ビーコン受信の確認間隔（例えば６０秒）中に無線通信装置１００（車両１０）が移動する距離よりも大きいことが好ましい。これは、無線通信装置１００が第１領域で第１コグニティブ無線通信を開始した場合において、次にビーコンの受信を確認するタイミングで、既に第２領域を通過して基地局通信領域の外側に移動してしまっていることを抑制するためである。こうすると、無線通信装置１００が基地局通信領域の外側に移動する際に、第２領域で第２コグニティブ無線通信が開始されるので、第１コグニティブ無線通信を行ったまま基地局通信領域の外側に移動する場合と比較して、長時間コグニティブ無線通信を行うことが可能となる。
【００４４】
以上のように、本実施例の無線通信装置１００は、無線通信装置１００（車両１０）が「第１領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、無線通信装置１００が無線基地局２から近い（所定の距離以内の）位置に存在するため、そこから無線通信装置１００が移動しても、基地局通信領域に存在する可能性、すなわち、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信が許可される位置に存在する可能性が高い。したがって、無線通信装置１００が「第１領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信を継続できる可能性が高い。
【００４５】
これに対して、無線通信装置１００（車両１０）が「第２領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、無線通信装置１００が無線基地局２から遠い（所定の距離を超える）位置に存在するため、そこから無線通信装置１００が移動すると、基地局通信領域の外側に存在する可能性、すなわち、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信が禁止される領域（図５中ドットパターンのハッチングで示す部分）に進入してしまう可能性が高い。したがって、無線通信装置１００が「第２領域」に存在する場合に第１コグニティブ無線通信を開始する場合は、「無線基地局の位置に対応した空き周波数」を用いた第１コグニティブ無線通信を継続できなくなってしまう虞がある。
【００４６】
そこで、本実施例の無線通信装置１００は、「第２領域」に無線通信装置１００が存在する場合は、「自己位置に対応した空き周波数」を利用した第２コグニティブ無線通信を開始する。この「自己位置に対応した空き周波数」は、無線通信装置１００が自己位置から所定の距離の範囲で使用可能な空き周波数である。したがって、無線通信装置１００が基地局通信領域の外側に進入してしまう場合でも、少なくとも無線通信装置１００が所定の距離を移動するまでは、第２コグニティブ無線通信を継続することが可能となる。例えば、図６に示すように、第１領域から第２領域を経て基地局通信領域の外側に移動する場合において、空き周波数が切り換わる場合（ここでは空き周波数が「ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３」から「ｃｈ１，ｃｈ２」に切り換わる場合）は、第２領域で使用可能な空き周波数（自己位置に対応した空き周波数、ここではｃｈ１またはｃｈ２）を利用するので、基地局通信領域の外側においても第２コグニティブ無線通信を継続することができる。
【００４７】
また、ビーコンの受信レベルは、一般的には、無線基地局２の周辺位置では大きく、無線基地局２から離れるほど小さくなるものの、遮蔽物などの外的要因があると、無線基地局２の周辺位置（無線基地局２の近くの位置）でもビーコンの受信レベル小さくなったり、ビーコンが受信できなくなったりする可能性がある。この点、本実施例の無線通信装置１００は、無線基地局２の周辺位置でも（無線基地局２の近くの位置でも）、遮蔽物などの外的要因のためにビーコンの受信レベルが小さい位置では、第２領域であると判断して第２コグニティブ無線通信を開始する。そして、その後ビーコンの受信ができなくなっても、そのまま第２コグニティブ無線通信を継続する。すなわち、無線基地局２の周辺位置（無線基地局２の近くの位置）であるものの遮蔽物などの外的要因のためにビーコンの受信ができない位置においても、第２コグニティブ無線通信を継続することが可能となる。
【００４８】
Ｃ．変形例  ：
次に、本実施例の変形例について説明する。
【００４９】
Ｃ−１．変形例１  ：
図７には、変形例１の「自己位置に対応した空き周波数」の選択方法が概念的に示されている。図７に示すように、第２空き周波数リストの中に空き周波数として「ｃｈ１，ｃｈ２」がある場合に、使用可能な範囲がより広い空き周波数を選択する構成としてもよい。すなわち、無線通信装置１００は、第２空き周波数リストを受信する際に、第２空き周波数リストに含まれるそれぞれの空き周波数（ここでは「ｃｈ１，ｃｈ２」）を使用可能な領域を示す情報も受信する。そして、通信制御部１０２は、無線通信装置１００（車両１０）が移動する方向を演算し、該方向において使用可能な距離がより長い空き周波数（ここでは「ｃｈ２」）を第２空き周波数リストから選択する。こうすると、第２コグニティブ無線通信をより長く継続することが可能となる。尚、無線通信装置１００（１０）を含む所定の範囲全体において共通の空き周波数を、第２空き周波数リストの中から選択する構成としてもよい。
【００５０】
さらに、第２空き周波数リストに含まれるそれぞれの空き周波数を使用可能な領域を示す情報も受信する構成とした場合は、次のように第２コグニティブ無線通信を停止してもよい。
【００５１】
図８には、変形例１の第２コグニティブ無線通信停止処理を示すフローチャートが示されている。この処理は、所定時間毎に通信制御部１０２によって実行される。第２コグニティブ無線通信停止処理を開始すると、通信制御部１０２は、第２コグニティブ無線通信中であるか否かを判断する（Ｓ２００）。第２コグニティブ無線通信中でない場合は（Ｓ２００：ｎｏ）、そのまま第２コグニティブ無線通信停止処理を終了する。これに対して、第２コグニティブ無線通信中である場合は（Ｓ２００：ｙｅｓ）、無線通信装置１００（車両１０）の現在位置（自己位置）を特定する（Ｓ２０２）。そして、自己位置を特定したら、使用中の空き周波数を使用可能な領域に自己位置が含まれるか否かを判断する（Ｓ２０４）。その結果、使用中の空き周波数を使用可能な領域に自己位置が含まれる場合は（Ｓ２０４：ｙｅｓ）、そのまま第２コグニティブ無線通信停止処理を終了して、第２コグニティブ無線通信を継続する。これに対して、使用中の空き周波数を使用可能な領域に自己位置が含まれない場合は（Ｓ２０４：ｎｏ）、第２コグニティブ無線通信を停止する（Ｓ２０６）。こうすると、使用可能な範囲の外側で空き周波数を使用してしまうことを防止できる。
【００５２】
Ｃ−２．変形例２  ：
図９には、変形例２の「自己位置に対応した空き周波数」の選択方法が概念的に示されている。変形例２では、無線通信装置１００（または現在通信可能な無線基地局２ａ）から所定の距離以内に、現在通信可能な無線基地局２ａとは別の無線基地局２ｂが存在する場合について説明する。この場合において、無線通信装置１００は、無線基地局２ａを介してデータベース４から第２空き周波数リストを受信する際に、無線基地局２ｂと通信可能になるまでに使用可能な空き周波数も併せて受信する。
【００５３】
そして、第２コグニティブ無線通信を開始するに際して取得した第２空き周波数リスト（図中「ｃｈ１，ｃｈ２」）の中に、無線基地局２ｂと通信可能になるまでに使用可能な空き周波数が存在する場合はその周波数（図中「ｃｈ２」）を選択する。こうすると、第２コグニティブ無線通信を行っている状態で、現在通信可能な無線基地局２ａから離れて所定の距離以内に存在する別の無線基地局２ｂの方向へ移動する場合は、使用中の空き周波数（図中「ｃｈ２」）を継続して使用することが可能となる。
【００５４】
Ｃ−３．変形例３  ：
図１０には、変形例３の「自己位置に対応した空き周波数」の選択方法が概念的に示されている。変形例３では、現在通信可能な無線基地局２ａと隣接する無線基地局２ｂが存在する場合（無線基地局２ａと無線基地局２ｂとが所定の距離以内に存在する場合も含む）について説明する。この場合において、無線通信装置１００は、無線基地局２ａを介してデータベース４から第２空き周波数リストを受信する際に、無線基地局２ｂの基地局通信領域でも使用可能な空き周波数（無線基地局２ｂの位置に対応した空き周波数）も併せて受信する。
【００５５】
そして、第２コグニティブ無線通信を開始するに際して取得した第２空き周波数リスト（図中「ｃｈ１，ｃｈ２」）の中に、無線基地局２ｂの基地局通信領域でも使用可能な空き周波数が存在する場合はその周波数（図中「ｃｈ２」）を選択する。こうすると、第２コグニティブ無線通信を行っている状態で、現在通信可能な無線基地局２ａから無線基地局２ｂ側に移動する場合は、使用中の空き周波数（図中「ｃｈ２」）を継続して使用することが可能となる。
【００５６】
Ｃ−４．変形例４  ：
また、上述した実施例では、無線基地局２から受信したビーコンの受信レベルが所定値以上であれば、第１コグニティブ無線通信を開始し（第１領域であると判断し）、受信レベルが所定値未満であれば第２コグニティブ無線通信を開始する（第２領域であると判断する）構成とした。これに限らず、以下のように構成してもよい。
【００５７】
変形例４では、無線基地局２から受信するビーコン以外の信号も含めた複数の信号を測定対象とする。そして、複数の信号それぞれについて、受信レベルが所定値以上か否か（第１領域にあるか第２領域にあるか）を判断する。その結果、複数の信号のうち所定数以上（例えば１０％）の信号の受信レベルが所定値未満である場合に、第２領域であると判断して第２コグニティブ無線通信を開始する。こうすると、第２コグニティブ無線通信の開始判断の精度を向上させることができる。尚、ビーコン以外の信号も含めた複数の信号は、送信周期が同じものが好ましい。これは、複数の信号の受信タイミング同士のずれを小さく（受信タイミングを同じに）することができるので、無線通信装置１００が同じ位置に存在するときに複数の信号について所定値以上か否かを判断できる確率が高くなり、ひいては、第２コグニティブ無線通信の開始判断の精度をさらに向上させることができるためである。
【００５８】
Ｃ−５．変形例５  ：
また、上述した実施例では、無線基地局２から受信したビーコンに基づき、第１コグニティブ無線通信および第２コグニティブ無線通信の何れを開始するか（第１領域にあるか第２領域にあるか）を判断する構成とした。これに限らず、自己位置に基づき第１コグニティブ無線通信および第２コグニティブ無線通信の何れを開始するかを判断する構成としてもよい。
【００５９】
変形例５では、ＧＰＳ部１０８を利用して自己位置を定期的に受信する。そして、自己位置を受信するたびに無線基地局２と自己位置との距離を演算し、この距離が予め設定されたしきい値以下か否かを判断する。その結果、無線基地局２と自己位置との距離がしきい値以下であれば、第１領域であると判断して第１コグニティブ無線通信を開始し、無線基地局２と自己位置との距離がしきい値より大きければ、第２領域であると判断して第２コグニティブ無線通信を開始する。尚、無線基地局２の位置は、無線基地局２が送信するビーコンに基づき特定する。また、しきい値としては、無線基地局２の送信レベル、無線通信装置１００の受信感度、任意の電波伝搬モデル（例えば、自由空間モデル）に基づき予め計算された無線基地局２の通信範囲から一定の値（例えば、空き周波数リストの受信間隔（例えば６０秒）中に無線通信装置１００（車両１０）が移動する距離）を減算した値が例示できる。
【００６０】
尚、上述したように、通信制御部１０２は、無線通信装置が通信可能な無線基地局の位置に対応した空き周波数を示す第１空き周波数情報を取得する。従って、通信制御部１０２は、本発明における「第１取得手段」に対応している。また、通信制御部１０２は、無線通信装置の現在位置である自己位置に関する情報を取得し、自己位置に対応した空き周波数を示す第２空き周波数情報を取得する。従って、通信制御部１０２は、本発明における「自己位置取得手段」および「第２取得手段」に対応している。また、通信制御部１０２は、無線基地局の位置を含む第１領域と、第１領域に隣接した第２領域とのうち、何れの領域に無線通信装置が存在するかを判定する。従って、通信制御部１０２は、本発明における「判定手段」に対応している。また、通信制御部１０２は、無線通信装置が第１領域に存在する場合は、第１空き周波数情報が示す空き周波数を用いたコグニティブ無線通信である第１コグニティブ無線通信を行い、無線通信装置が第２領域に存在する場合は、第２空き周波数情報が示す空き周波数を用いたコグニティブ無線通信である第２コグニティブ無線通信を行う。従って、通信制御部１０２は、本発明における「通信手段」に対応している。
【００６１】
以上、本実施例および変形例の無線通信装置１００について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。
【００６２】
例えば、本実施例の無線通信装置１００は、第１空き周波数リストおよび第２空き周波数リストを要求する信号を無線基地局２に送信するに際して「無線基地局との通信用周波数」を用いる構成としたが、「ビーコンと同じ周波数」を用いる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…無線通信システム、    ２…無線基地局、        ３…公衆通信回線網、
４…データベース、        １０…車両、            １２…車両制御部、
１００…無線通信装置、    １０２…通信制御部、    １０４…無線通信部、
１０６…記憶部、          １０８…ＧＰＳ部、      １１０…バス
【図１】
2014123930.tif 000003
【図２】
2014123930.tif 000004
【図３】
2014123930.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014123930.tif 000008
【図７】
2014123930.tif 000009
【図８】
2014123930.tif 000010
【図９】
2014123930.tif 000011
【図１０】
2014123930.tif 000012