(57)【要約】【課題】コグニティブ無線通信の通信周波数の切り換えに伴って通信に支障を来す虞を抑制する。【解決手段】現在位置での空き周波数を示す第１空き周波数リストと、現在位置からの電波が到達可能な領域の外側に設定された電波不到達位置での空き周波数を示す第２空き周波数リストとを取得する。第１空き周波数リストの中から通信周波数を選択するに際しては第２空き周波数リストも参照して、第２空き周波数リストに含まれていない空き周波数よりも、第２空き周波数リストにも含まれる空き周波数を優先して選択する。こうすれば、コグニティブ無線通信しながら移動しても、第２空き周波数リストにその通信周波数が含まれる電波不到達位置に向かって移動するのであれば通信周波数の切り換えが発生しない。このため、通信周波数の切り換えに伴ってコグニティブ無線通信に支障を来す虞を抑制できる。【選択図】図６
2014042183.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、
現在位置に関する情報を取得する現在位置取得手段と、
前記現在位置での前記空き周波数を示すリストである第１空き周波数リストを取得する第１取得手段と、
前記現在位置から前記無線通信装置の電波が到達可能な領域の外側に設定された電波不到達位置での前記空き周波数のリストである第２空き周波数リストを取得する第２取得手段と、
前記第１空き周波数リストに示される前記空き周波数の中から無線通信に使用する周波数である通信周波数を選択する通信周波数選択手段と、
前記通信周波数を用いて前記コグニティブ無線通信を行う通信手段と
を備え、
前記通信周波数選択手段は、前記通信周波数の選択に際して前記第２空き周波数リストも参照して、該第２空き周波数リストに含まれていない前記空き周波数よりも、該第２空き周波数リストにも含まれる前記空き周波数を優先して選択する手段である無線通信装置。
【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、複数の前記電波不到達位置についての前記第２空き周波数リストを取得する手段であり、
前記通信周波数選択手段は、前記通信周波数の選択に際して複数の前記第２空き周波数リストも参照して、多くの該第２空き周波数リストに含まれる前記空き周波数を、含まれる該第２空き周波数リストが少ない前記空き周波数よりも優先して選択する手段である無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信装置であって、
前記第２取得手段は、前記現在位置から所定距離以内の前記電波不到達位置について、前記第２空き周波数リストを取得する手段である無線通信装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の無線通信装置であって、
前記第２取得手段は、前記現在位置から所定方向範囲にある複数の前記電波不到達位置を選択して、該複数の電波不到達位置についての前記空き周波数リストを取得する手段である無線通信装置。
【請求項５】
請求項２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、
前記通信周波数選択手段は、含まれる前記第２空き周波数リストの数が等しい複数の前記空き周波数が存在する場合には、前記現在位置から所定方向の前記電波不到達位置についての前記空き周波数リストに含まれる前記空き周波数を、優先して選択する手段である無線通信装置。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載の無線通信装置であって、
前記無線通信装置の移動方向に関する情報を取得する移動方向取得手段と、
前記移動方向の前記電波不到達位置についての前記第２空き周波数リストを参照して、前記通信周波数の有無を判断する判断手段と
を備え、
前記通信周波数選択手段は、前記移動方向の前記第２空き周波数リストに前記通信周波数が含まれていないと判断された場合には、新たな前記通信周波数を選択する手段である無線通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信装置であって、
前記移動方向の前記第２空き周波数リストに前記通信周波数が含まれていないと判断された場合に、前記移動方向に沿って該通信周波数を用いた通信可能な距離である通信可能距離を検出する通信可能距離検出手段と、
前記通信可能距離に応じたタイミングで、前記新たに選択された前記通信周波数に切り換える切換手段と
を備える無線通信装置。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信装置であって、
前記第２取得手段は、前記移動方向の前記第２空き周波数リストに前記通信周波数が含まれていないと判断された場合には、該第２空き周波数リストに対応する前記電波不到達位置と前記現在位置との間に中間位置を設定して、該中間位置についての前記空き周波数のリストを取得する手段であり、
前記通信可能距離検出手段は、前記中間位置の前記空き周波数のリストも参照して前記通信可能距離を検出する手段である無線通信装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の無線通信装置であって、
前記無線通信装置の移動速度に関する情報を取得する移動速度取得手段と、
前記通信可能距離および前記移動速度に基づいて、前記通信周波数を用いた通信可能な時間である通信可能時間を取得する通信可能時間取得手段と
を備え、
前記通信手段は、前記通信可能時間に関する情報を送信する手段である無線通信装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９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、前記通信周波数選択手段が前記通信周波数を選択すると、該選択された通信周波数を、前記無線通信を介して接続されたサーバーに向けて送信する手段である無線通信装置。
【請求項１１】
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、
現在位置に関する情報を取得する工程と、
前記現在位置での前記空き周波数を示すリストである第１空き周波数リストを取得する工程と、
前記現在位置から前記無線通信装置の電波が到達可能な領域の外側に設定された電波不到達位置での前記空き周波数のリストである第２空き周波数リストを取得する工程と、
前記第１空き周波数リストに含まれる前記空き周波数の中から無線通信に使用する周波数である通信周波数を選択する工程と、
前記通信周波数を用いて前記コグニティブ無線通信を行う工程と
を備え、
前記通信周波数を選択する工程は、前記通信周波数の選択に際して前記第２空き周波数リストも参照して、該第２空き周波数リストに含まれていない前記空き周波数よりも、該第２空き周波数リストにも含まれる前記空き周波数を優先して選択する工程である無線通信方法。
【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】
もっとも、コグニティブ無線通信は、時間的あるいは場所的な要因でたまたま使われていない周波数（空き周波数）を用いて通信する技術なので、使用中の通信周波数をそのまま使い続けられるわけではない。特に自動車などのように高速で移動しながらコグニティブ無線で通信する場合には、場所の移動に伴って通信周波数を切り換える必要が生じる。通信周波数の切り換え中は通信に支障を来す虞があり、このような時間をできるだけ短縮するために、新たに使用する通信周波数を迅速に探索して切換可能と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２０１０−１３６２９１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、提案されている技術においても、場所の移動に伴って通信周波数の切り換えが発生することに変わりはなく、通信周波数の切り換えに伴ってコグニティブ無線通信に支障を来す虞があ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、コグニティブ無線通信の通信周波数の切り換えに伴って通信に支障を来す虞を、できるだけ抑制することが可能な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、現在位置に関する情報を取得すると、現在位置での空き周波数を示す第１空き周波数リストと、現在位置からの電波が到達可能な領域の外側に設定された電波不到達位置での空き周波数を示す第２空き周波数リストとを取得する。そして、第１空き周波数リスト中の空き周波数の中から、コグニティブ無線通信の通信周波数を選択する。この時、第１空き周波数リストだけでなく第２空き周波数リストも参照して、第２空き周波数リストに含まれていない空き周波数よりも、第２空き周波数リストにも含まれる空き周波数を優先して選択する。尚、「第２空き周波数リストに含まれていない空き周波数よりも、第２空き周波数リストにも含まれる空き周波数を優先して選択する」とは、以下のように選択することを言う。先ず、第１空き周波数リストには含まれているが第２空き周波数リストに含まれていない空き周波数（ここでは第１空き周波数と呼ぶ）が存在し、第１空き周波数リストにも第２空き周波数リストにも含まれる空き周波数（ここでは共通空き周波数と呼ぶ）が存在する場合には、必ず共通空き周波数を選択する。また、共通空き周波数が存在しない場合は、何れかの第１空き周波数を選択することをいう。
【０００９】
こうすれば、選択した通信周波数を用いてコグニティブ無線通信しながら移動しても、その通信周波数が第２空き周波数リストに含まれる電波不到達位置に向かって移動するのであれば、その通信周波数を使用し続けることができる。このため、通信周波数の切り換えが発生することを抑制することができ、その結果、通信周波数の切り換えに伴ってコグニティブ無線通信に支障を来す虞を抑制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、複数の電波不到達位置について第２空き周波数リストを取得してもよい。そして、通信周波数の選択に際しては、それら複数の第２空き周波数リストも参照して、多くの第２空き周波数リストに含まれる空き周波数を、含まれる第２空き周波数リストが少ない空き周波数よりも優先して選択するようにしてもよい。
【００１１】
こうすれば、より多くの電波不到達位置で使用可能な空き周波数を通信周波数として選択することができるので、コグニティブ無線通信しながら移動しても、通信周波数の切り換えが発生することを抑制することができ、通信周波数の切り換えに伴って通信に支障を来す事態を抑制することができる。
【００１２】
また、上述した本発明の無線通信装置、すなわち、複数の電波不到達位置についての第２空き周波数リストを取得する本発明の無線通信装置においては、現在位置から所定距離以内に設定された電波不到達位置について、第２空き周波数リストを取得するようにしてもよい。
【００１３】
詳細な理由については後述するが、複数の電波不到達位置について取得した第２空き周波数リストを参照して通信周波数を選択する場合、現在位置からあまりに遠くの電波不到達位置での第２空き周波数リストを参照すると、第１空き周波数リスト中の特定の空き周波数が集中的に選択され易くなる。従って、現在位置から所定距離以内の電波不到達位置についての第２空き周波数リストを取得するようにしておけば、第１空き周波数リスト中の特定の空き周波数が集中的に選択されることがなく、空き周波数の利用効率を向上させ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、すなわち、第１空き周波数リスト中の空き周波数の中で、より多くの第２空き周波数リストに含まれる空き周波数を通信周波数として選択する本発明の無線通信装置においては、含まれる第２空き周波数リストの数が等しい空き周波数が複数存在する場合も起こり得る。このような場合には、それら複数の空き周波数の中で、現在位置から所定方向の電波不到達位置についての第２空き周波数リストに含まれる空き周波数を優先して選択するようにしてもよい。尚、この時の電波不到達位置は、必ずしも１つである必要はなく、ある程度の幅を有する所定方向に含まれる複数の電波不到達位置であっても良い。
【００１５】
無線通信装置が車両などの輸送手段に搭載される場合、車両などの進行方向は無線通信装置にとっての所定方向となる。従って、含まれる第２空き周波数リストの数が等しい複数の空き周波数が存在する場合には、現在位置から所定方向の電波不到達位置についての空き周波数リストに含まれる空き周波数を、他の空き周波数に優先して選択しておけば、移動によって通信周波数の切り換えが必要となる事態を抑制することが可能となる。
【００１６】
あるいは、上述した本発明の無線通信装置、すなわち、複数の電波不到達位置についての第２空き周波数リストを取得する本発明の無線通信装置においては、現在位置から所定方向範囲にある複数の電波不到達位置について、第２空き周波数リストを取得するようにしてもよい。
【００１７】
無線通信装置が車両などの輸送手段に搭載される場合、車両などが後退する方向に向かって移動し続ける事態は考えにくいので、このような方向の第２空き周波数リストを参照する必要性は、他の方向の第２空き周波数リストに比べて低くなる。従って、このような方向を除いた所定方向範囲の電波不到達位置についての第２空き周波数リストを取得するようにしてやれば、無線通信装置の処理負担を軽減することが可能となる。
【００１８】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、次のようにしてもよい。先ず、無線通信装置の移動方向に関する情報を取得する。そして、移動方向の電波不到達位置についての第２空き周波数リストを参照して通信周波数の有無を判断する。その結果、その第２空き周波数リストに通信周波数が含まれていない場合に、新たな通信周波数を選択することとしても良い。
【００１９】
こうすれば、移動方向の第２空き周波数リストに通信周波数が含まれている間は、その通信周波数を用いて通信できるので、通信周波数の切り換えが発生する頻度を抑制することができる。
【００２０】
また、上述した本発明の無線通信装置、すなわち、移動方向の第２空き周波数リストに通信周波数が含まれていない場合に新たな通信周波数を選択する本発明の無線通信装置においては、次のようにしても良い。先ず、移動方向の第２空き周波数リストに通信周波数が含まれていないと判断された場合には、そのままの方向に移動したときに、その通信周波数を用いて通信可能な距離（通信可能距離）を検出する。そして、通信可能距離に応じたタイミングで、新たな通信周波数に切り換えるようにしてもよい。
【００２１】
こうすれば、適切なタイミングで通信周波数を切り換えることができる。
【００２２】
また、通信可能距離に応じたタイミングで通信周波数を切り換える上述した本発明の無線通信装置においては、つぎのようにして通信可能距離を検出してもよい。先ず、移動方向の第２空き周波数リストに通信周波数が含まれていないと判断された場合には、その第２空き周波数リストに対応する電波不到達位置と現在位置との間に中間位置を設定して、その中間位置についての空き周波数のリストを取得する。そして、中間位置での空き周波数のリストも参照して通信可能距離を検出してもよい。
【００２３】
こうすれば、電波不到達位置の第２空き周波数リスト、および現在位置の第１空き周波数リストに加えて、中間位置での空き周波数のリストも参照することができるので、より正確に通信可能距離を検出することができる。
【００２４】
また、通信可能距離を検出する上述した本発明の無線通信装置においては、無線通信装置の移動速度に関する情報を取得して、通信周波数を用いた通信可能な時間である通信可能時間を、通信可能距離および移動速度に基づいて取得し、取得した通信可能時間に関する情報を送信するようにしてもよい。
【００２５】
こうすれば、現在の通信周波数が使えなくなるタイミングを予告することができるので、通信周波数の切り換えに伴って通信に支障を来すことを回避することが可能となる。
【００２６】
また、上述した本発明の無線通信装置においては、通信周波数を選択すると、無線通信を介して接続されたサーバーに向けて、通信周波数を送信することとしてもよい。
【００２７】
こうすれば、サーバーから通信周波数を読み出すことで、本発明の無線通信装置との間で無線通信を開始することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】通信領域外についての空き周波数リストを取得する所定箇所を例示した説明図である。
【図６】コグニティブ無線通信を開始するために現在位置および通信領域外での空き周波数リストを取得する様子を示した説明図である。
【図７】空き周波数リストに基づいてコグニティブ無線通信に用いる通信周波数を選択する通信周波数選択処理のフローチャートである。
【図８】現在位置および通信領域外の空き周波数リストを例示した説明図である。
【図９】コグニティブ無線通信中に通信周波数を切り換える通信周波数切換処理の前半部分のフローチャートである。
【図１０】通信周波数切換処理の後半部分のフローチャートである。
【図１１】コグニティブ無線通信中に現在の通信周波数の境界を検出した様子を例示した説明図である。
【図１２】移動方向および前方の空き周波数リストに基づいて新たな通信周波数を決定する様子を示す説明図である。
【図１３】変形例の無線通信装置１００が通信領域外の空き周波数リストを取得する所定箇所を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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、テレビ放映用の周波数を用いてコグニティブ無線通信を行う。各テレビ局には固有の周波数が割り当てられており、各テレビ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番組を放映する。尚、本実施例ではテレビ放映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、テレビ放映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。
【００３０】
図１には、複数のテレビ局Ａ〜Ｃと、各テレビ局がテレビ番組を放映する領域ＲＡ〜ＲＣが概念的に示されている。たとえば、テレビ局Ａは領域ＲＡに対してテレビ番組を放映し、テレビ局Ｂは領域ＲＢに対して、テレビ局Ｃは領域ＲＣに対してテレビ番組を放映する。また、各テレビ局Ａ〜Ｃは、予め割り当てられた固有の周波数を用いて放映する。従って、領域ＲＡでは、テレビ局Ｂあるいはテレビ局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、テレビ局Ａあるいはテレビ局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、テレビ局Ａあるいはテレビ局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、各テレビ局Ａ〜Ｃがテレビ番組を放映するそれぞれの領域ＲＡ〜ＲＣは、半径にして数＋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領域（通信領域）は、半径にして１００ｍ〜２００ｍ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。
【００３１】
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、携帯電話回線を使用して無線基地局２に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や、カーナビゲーションシステム１４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。
【００３２】
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、無線通信部１０４と、通信周波数選択部１０６と、記憶部１０８と、ＧＰＳ部１１０と、外部インターフェース部１１２などが、バス１１４で相互にデータをやり取り可能に接続されて構成されている。
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、通信周波数選択部１０６は、他の車両などとの間でコグニティブ無線通信する際に使用する通信周波数を選択する処理を司る。記憶部１０８は、通信に伴って得られた各種のデータを記憶する。ＧＰＳ部１１０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。外部インターフェース部１１２は、車両１０に搭載された他の機器（車両制御部１２やカーナビゲーションシステム１４など）との間でのデータのやり取りを司る。
【００３３】
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、ＧＰＳ部１１０を用いて現在位置に関する情報を取得する（Ｓ１００）。
尚、本実施例では、無線通信装置１００に内蔵されたＧＰＳ部１１０を用いて現在位置に関する情報を取得するものとして説明するが、図２に示したように、無線通信装置１００は携帯電話回線を用いて無線基地局２に接続できるので、無線基地局２からの情報に基づいて現在位置を取得しても良い。あるいは、外部インターフェース部１１２を介してカーナビゲーションシステム１４から現在位置を取得しても良い。本実施例では、ＧＰＳ部１１０が本発明における「現在位置取得手段」に対応する。
【００３４】
現在位置を取得すると、無線基地局２および公衆通信回線網３を介してデータベース４に接続することにより、現在位置についての空き周波数リスト、および車両１０の通信領域外に設定されている所定位置についての空き周波数リストを取得する（Ｓ１０２）。
ここで「空き周波数リスト」とは、無線通信のために割り当てられているが使用されていない周波数（空き周波数）を列挙したリストである。図１の例示に則して説明すれば、車両１０はテレビ局Ａの領域ＲＡ内にいるので、テレビ局Ｂあるいはテレビ局Ｃに割り当てられた周波数と、テレビ局Ａ〜Ｃの何れにも割り当てられていない周波数とが空き周波数となる。従って、車両１０が領域ＲＡで空き周波数リストを取得すると、そのリストには、これらの空き周波数が記載されている。
尚、本実施例では、現在位置Ｐ０での空き周波数リストが本発明における「第１空き周波数リスト」に対応する。また、空き周波数リストを取得するための制御を実行する通信制御部１０２が、本発明における「第１取得手段」に対応する。
また、本実施例の無線通信装置１００では、このような空き周波数リストを、現在位置だけでなく、通信領域の外側に設定された次のような複数位置についても取得する。
【００３５】
図５には、本実施例の無線通信装置１００が空き周波数リストを取得する位置（リスト取得位置）が例示されている。図示されるようにリスト取得位置は、車両１０の現在位置を中心として、車両１０の移動方向に向かって前後左右に距離Ｌずつ離れた合計８箇所に設定されている。この距離Ｌは、車両１０の通信領域の半径よりも、少なくとも２倍以上（代表的には数倍から１０倍程度）の距離に設定されている。但し、後述する理由から、距離Ｌをあまりに大きな値に設定するのは好ましいことではなく、所定値以下の値に制限されている。
尚、現在位置Ｐ０も、空き周波数リストを取得する点では８つのリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８と何ら変わりがないが、本明細書中では「リスト取得位置」という時には車両１０の通信領域外に設定された位置を指し、現在位置Ｐ０は含まれないものとする。従って、本実施例の「リスト取得位置」は、本発明における「電波不到達位置」に対応する。
また、本実施例では、８つのリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８が設定されているものとして説明するが、より細かなピッチで、グリッド状に、より多くのリスト取得位置を設定してもよい。
更に、本実施例では、無線基地局２および公衆通信回線網３を介してデータベース４に接続することによって、空き周波数リストを取得するものとして説明するが、無線通信装置１００にデータベースを予め内蔵しておき、このデータベースから空き周波数リストを取得しても良い。
本実施例では、リスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８についての空き周波数リストが、本発明における「第２空き周波数リスト」に対応し、これらの空き周波数リストを取得するための制御を実行する通信制御部１０２が、本発明における「第２取得手段」に対応する。
【００３６】
図４の通信制御処理では、ＧＰＳ部１１０から現在位置Ｐ０を取得すると、その現在位置Ｐ０を基準として設定された８つのリスト取得位置および現在位置Ｐ０の９箇所についての空き周波数リストを、データベース４から取得する（Ｓ１０２）。こうして取得した空き周波数リストは、記憶部１０８に記憶される。尚、以下では、空き周波数リストのことを、単に「リスト」と呼ぶことがある。
【００３７】
続いて、既にコグニティブ無線通信中であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。前述したように通信制御処理は、車両１０の運転者あるいは車両制御部１２からの要求に応じて開始されるから、処理を開始した直後は、まだコグニティブ無線通信は行われていない。そこで、この場合はコグニティブ無線通信中ではない（Ｓ１０４：ｎｏ）と判断して、以下のようにコグニティブ無線通信を開始するための処理に移行する。
【００３８】
コグニティブ無線通信を開始するための処理では、先ず始めに、現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８について取得した全ての空き周波数リストが一致しているか否かを判断する（Ｓ１０６）。
たとえば、図６（ａ）に例示したように、車両１０が領域ＲＡの境界から遠い位置に存在する場合は、現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８は全て領域ＲＡ内にある。従ってこのような場合は、取得した全ての空き周波数リストは同じリストとなる。尚、図１を用いて前述したように、領域ＲＡ〜ＲＣは車両１０の通信領域に比べて遙かに広いので、多くの場合はこのような状態となる。
これに対して、図６（ｂ）に例示したように車両１０が領域ＲＡの境界付近に存在している場合は、一部のリスト取得位置が他の領域（領域ＲＢや領域ＲＣ）に入り込む。このようなリスト取得位置で取得した空き周波数リストは、他のリストとは異なったものとなる。
【００３９】
その結果、取得した全ての空き周波数リストが一致していた場合は（Ｓ１０６：ｙｅｓ）、リスト中の何れの空き周波数を選択しても状況は変わらないと考えられる。そこで、リストの中から任意の空き周波数を通信周波数として選択して（Ｓ１０８）、選択した通信周波数を用いてコグニティブ無線通信を開始する（Ｓ１１０）。尚、コグニティブ無線通信するための具体的な制御は無線通信部１０４が司っている。従って、本実施例の無線通信部１０４は、本発明における「通信手段」に対応する。
これに対して、全ての空き周波数リストが一致しているわけではない場合は（Ｓ１０６：ｎｏ）、それら全ての空き周波数リストを参照することによって通信周波数を選択した後（Ｓ２００）、選択した通信周波数を用いてコグニティブ無線通信を開始する（Ｓ１１０）。通信周波数を選択する処理（通信周波数選択処理）については、後ほど詳しく説明する。
【００４０】
その後、車両１０の運転者によって、あるいは車両制御部１２からの要求によってコグニティブ無線通信を終了する旨が指示されたか否かを判断し（Ｓ１１２）、通信終了が指示されていない場合は（Ｓ１１２：ｎｏ）、車両１０の移動方向に、現在の通信周波数が使用できなくなる境界が存在するか否かを判断する（Ｓ１１４）。図５に示されるように、車両１０の移動方向にはリスト取得位置Ｐ２が設定されているので、リスト取得位置Ｐ２について取得した空き周波数リストを参照して、そのリスト中に現在使用中の通信周波数が含まれていなければ、通信周波数の境界があると判断することができる。もちろん、カーナビゲーションシステム１４に目的地が設定されている場合は、目的地の方向あるいは案内経路に最も近いリスト取得位置の空き周波数リストを参照してもよい。あるいは、過去に取得した現在位置の履歴に基づいて車両１０の移動方向を検出し、検出した移動方向に存在するリスト取得位置の空き周波数リストを参照することもできる。
尚、カーナビゲーションシステム１４からの情報、あるいは現在位置の履歴に基づいて車両１０の移動方向を検出する処理は、通信制御部１０２が実行する。従って、本実施例の通信制御部１０２は、本発明における「移動方向取得手段」に対応する。また、移動方向のリスト取得位置についての空き周波数リストの中に通信周波数が含まれているか否かの判断も、本実施例においては通信制御部１０２が実行する。従って、本実施例の通信制御部１０２は、本発明における「判断手段」にも対応する。
【００４１】
その結果、参照した空き周波数リストに現在の通信周波数が含まれている場合は、車両１０の移動方向に通信周波数の境界は存在していない（Ｓ１１４：ｎｏ）と判断できるので、処理の先頭に戻って、新たな現在位置を取得した後（Ｓ１００）、現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８についての空き周波数リストを取得する（Ｓ１０２）。すなわち、車両１０は移動しながらコグニティブ無線通信するので、現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８の空き周波数リストは常に変化する可能性がある。このためコグニティブ無線通信中は、車両１０の現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８での空き周波数リストを継続して取得する。
そして、Ｓ１０２でのこれらリストの取得に続く、Ｓ１０４の判断では「コグニティブ無線通信中（Ｓ１０４：ｙｅｓ）」と判断されるので、コグニティブ無線通信を終了するか否かを判断し（Ｓ１１２）、終了しない場合は（Ｓ１１２：ｎｏ）、移動方向に通信周波数の境界があるか否かを判断する（Ｓ１１４）。そして、通信周波数の境界が存在しない場合は（Ｓ１１４：ｎｏ）、再び処理の先頭に戻って、上述した処理（Ｓ１００〜１０４、Ｓ１１２、Ｓ１１４）を繰り返す。
【００４２】
これに対して、車両１０の移動方向に通信周波数の境界が存在していた場合（Ｓ１１４：ｙｅｓ）、すなわち、移動方向の空き周波数リストの中には現在の通信周波数が含まれていなかった場合は、現在の通信周波数を新たな通信周波数に切り換えるべく、通信周波数切換処理を開始する（Ｓ３００）。通信周波数切換処理については、後ほど詳しく説明する。
【００４３】
そして、新たな通信周波数に切り換えた後は、処理の先頭に戻って、車両１０の現在位置を取得し、現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８についての空き周波数リストを取得した後（Ｓ１００、Ｓ１０２）、続く上述した一連の処理（１０４、Ｓ１１２、Ｓ１１４）を繰り返す。このような処理を繰り返しているうちに、車両１０の運転者、あるいは車両制御部１２によって通信を終了する旨が指示されたら、コグニティブ無線通信を終了すると判断して（Ｓ１１２：ｙｅｓ）、図４の通信制御処理を終了する。
【００４４】
Ｃ．通信周波数選択処理  ：
図７には、通信周波数選択処理（Ｓ２００）のフローチャートが示されている。前述したようにこの処理は、無線通信装置１００がコグニティブ無線通信を開始する際に、現在位置Ｐ０およびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８の空き周波数リストの中に１つでも他のリストと異なるリストが含まれていた場合に（図４のＳ１０６で「ｎｏ」と判断された場合）開始される。また、この処理は、通信制御部１０２の制御の下で通信周波数選択部１０６によって実行される。従って、本実施例の通信周波数選択部１０６は、本発明における「通信周波数選択手段」に対応する。
【００４５】
通信周波数選択処理を開始すると、先ず始めに、現在位置Ｐ０の空き周波数リストに含まれる全ての空き周波数を読み出して、それら空き周波数について、通信領域外（すなわちリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８）の各空き周波数リストに含まれている個数を検出する（Ｓ２０２）。これは、次のような処理である。
【００４６】
図８には、現在位置Ｐ０の空き周波数リストに含まれる各空き周波数について、通信領域外の空き周波数リスト中に含まれる個数を検出する様子についての説明図である。図には、現在位置Ｐ０について取得された空き周波数リスト、および通信領域外（リスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８）について取得された８つの空き周波数リストが例示されている。
図示した例では、現在位置Ｐ０の空き周波数リストには、空き周波数として、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ５、ｃｈ７、ｃｈ９の５つの周波数が記載されている。また、通信領域外の８つの空き周波数リストにも、それぞれに空き周波数が記載されている。
図７の通信周波数選択処理のＳ２０２では、現在位置Ｐ０のリストに記載されている５つの空き周波数（ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ５、ｃｈ７、ｃｈ９）について、通信領域外の８つのリスト中に含まれる個数を検出する。すなわち、現在位置Ｐ０でコグニティブ無線通信を開始するのであれば、これら５つの空き周波数の中から通信周波数を選択せざるを得ない。そこで、これら５つの空き周波数のそれぞれについて、現在位置Ｐ０以外の位置でも使用可能か否かを評価するのである。
たとえば、現在位置Ｐ０の空き周波数ｃｈ２については、リスト取得位置Ｐ１のリストと、リスト取得位置Ｐ４のリストと、リスト取得位置Ｐ７のリストの３つのリストに含まれている。従って、空き周波数ｃｈ２の個数は３個となる。現在位置Ｐ０の他の空き周波数についても同様に、空き周波数ｃｈ３については、リスト取得位置Ｐ２とリスト取得位置Ｐ３とリスト取得位置Ｐ５とリスト取得位置Ｐ６の４つのリストに含まれているから４個となる。空き周波数ｃｈ５については２個、空き周波数ｃｈ７については２個、空き周波数ｃｈ９については４個となる。
【００４７】
以上のようにして、現在位置Ｐ０のリストに含まれる各空き周波数について、通信領域外のリストに含まれる個数を検出したら（Ｓ２０２）、検出した個数が最も多い空き周波数を選択する（Ｓ２０４）。
【００４８】
続いて、複数の空き周波数を選択しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。その結果、複数の空き周波数を選択していた場合は（Ｓ２０６：ｙｅｓ）、前方のリスト取得位置のリストに含まれる個数が多い方の空き周波数を選択する（Ｓ２０８）。
ここで「前方のリスト取得位置」とは、車両１０の移動方向に最も近いリスト取得位置と、その両側のリスト取得位置とを合わせた３つのリスト取得位置である。たとえば、図５に示した例では、車両１０の移動方向にあるリスト取得位置Ｐ２と、その両側にあるリスト取得位置Ｐ１．Ｐ３が該当する。また、カーナビゲーションシステム１４に目的地が設定されている場合は、目的地の方向あるいは案内経路に最も近いリスト取得位置と、その両側にあるリスト取得位置とが、前方のリスト取得位置に該当する。図８に示した例では、空き周波数ｃｈ３およびｃｈ９が何れも４個で最も多いが、前方のリスト取得位置についてのリストに限って検出すれば、空き周波数ｃｈ３が２個に対して、空き周波数ｃｈ９は１個なので、空き周波数ｃｈ３を選択する。
これに対して、Ｓ２０６で、１つの空き周波数しか選択していないと判断した場合は（Ｓ２０６：ｎｏ）、前方のリストに含まれる個数が多い方の空き周波数を選択する処理（Ｓ２０８）は不要となる。尚、Ｓ２０６で共通の空き周波数が１つも存在しないと判断された場合は、現在位置のリストの中から任意の空き周波数を選択する。
【００４９】
以上のようにして、現在位置Ｐ０のリストの中から１つの空き周波数を選択したら（Ｓ２０４あるいはＳ２０８）、その空き周波数を用いて、車両１０の外部に向けて応答要求を送信する（Ｓ２１０）。すなわち、通信しようとする相手（他車など）との間で確実にデータをやり取りするためには予め通信を確立しておくことが望ましい。そこで、いわゆる「ハンドシェイク」を取るべく、通信しようとする相手に対して応答信号の送信を要求する信号（応答要求）を送信する。
そして、応答要求の送信後、所定時間が経過するまでの間に、相手からの応答信号を受信したか否かを判断し（Ｓ２１２）、応答信号を受信していない場合は（Ｓ２１２：ｎｏ）、その空き周波数で応答要求を送信した回数が、所定回数に達したか否かを判断する（Ｓ２１４）。その結果、所定回数に達していない場合は（Ｓ２１４：ｎｏ）、その空き周波数を用いて再び応答要求を送信した後（Ｓ２１０）、所定時間が経過するまでの間に応答信号を受信したか否かを判断する（Ｓ２１２）。
こうした処理を繰り返している間に応答信号を受信したら（Ｓ２１２：ｙｅｓ）、通信が確立されたことになるので、その空き周波数を通信周波数として選択して（Ｓ２１８）、図７の通信周波数選択処理を終了した後、図４の通信制御処理に復帰する。
【００５０】
これに対して、応答信号が受信できないまま、応答要求を送信した回数が所定回数に達したら（Ｓ２１４：ｙｅｓ）、その空き周波数の使用を諦めて、個数が次に多い空き周波数を選択する（Ｓ２１６）。図８に示した例では、空き周波数ｃｈ３の次は、空き周波数ｃｈ９を選択する。
そして、新たに選択した空き周波数を用いて再び応答要求を送信した後（Ｓ２１０）、続く上述した一連の処理（Ｓ２１２〜Ｓ２１６）を繰り返す。こうした処理を繰り返しているうちに、応答信号を受信できないまま、送信回数が所定回数に達した場合は（Ｓ２１４：ｙｅｓ）、次に個数が多かった空き周波数を選択した後（Ｓ２１６）、Ｓ２１０に戻って上述した一連の処理を繰り返す。これに対して、応答信号を受信できた場合は（Ｓ２１２：ｙｅｓ）、その時の空き周波数を通信周波数として選択した後（Ｓ２１８）、図７の通信周波数選択処理を終了する。
尚、通信相手を特定せずにブロードキャスト送信する場合には、ハンドシェイクを取るための処理（Ｓ２１０〜Ｓ２１６）は不要となる。従って、この場合は、個数が多い空き周波数を選択した後（Ｓ２０４あるいはＳ２０８）、直ちにその空き周波数を通信周波数として選択すればよい（Ｓ２１８）。
【００５１】
以上のように、本実施例の無線通信装置１００は、現在位置Ｐ０の空き周波数リストに記載されている空き周波数の中から、通信領域外のリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８での空き周波数リストに最も多く記載されている空き周波数を、通信周波数として選択する。こうすれば、たとえ車両１０のように比較的速い速度で移動する輸送手段に無線通信装置１００が搭載された場合でも、以下の理由から、コグニティブ無線通信中に通信周波数を切り換えなければならない事態が発生することを抑制することができる。
【００５２】
先ず、車両１０などの輸送手段はコグニティブ無線通信中にも比較的長い距離を移動し得るので、通信中に他の領域に入り込むことが起こり得る。しかし、現在位置Ｐ０での空き周波数リストの中から通信周波数を選択する際に、他の領域でも使用可能な空き周波数を選択しておけば、その領域に入り込んでも通信周波数を切り換える必要は生じない。そこで、本実施例の無線通信装置１００では、現在位置Ｐ０の空き周波数リストに含まれる空き周波数の中から通信周波数を選択する際に、通信領域外の空き周波数リストにも最も多く含まれている空き周波数を選択する。こうすれば、コグニティブ無線通信中に車両１０などが移動しても、使用中の通信周波数を使い続けられる可能性が高くなるので、通信周波数の切り換えを要する事態の発生を抑制することができる。
【００５３】
また、通信周波数を選択するに際しては、車両１０の前方の空き周波数リストにも含まれる空き周波数を優先して選択することとしているので、コグニティブ無線通信中の移動によっても、使用中の通信周波数をそのまま使い続けられる可能性が高くなる。その結果、通信周波数の切り換えを要する事態が発生することを、より一層抑制することが可能となる。
【００５４】
尚、車両１０の移動に伴って通信周波数の切り換えを要する事態が発生することを抑制する観点からすれば、車両１０の現在位置Ｐ０からできるだけ離れた位置での空き周波数リストを取得する（従って、図５の距離Ｌをできるだけ大きくする）ことが好ましい。しかし、距離Ｌをあまりに大きくすると、空き周波数の利用効率が低下する。これは次のような理由による。
たとえば図６（ａ）に示したように、車両１０が領域ＲＡのほぼ中央に存在する場合でも、距離Ｌを大きくすると、領域ＲＡの周辺にある他の領域での空き周波数リストを取得するようになる。すると、車両１０が領域ＲＡ内の何処にいる場合でも、同じような内容の空き周波数リストを取得することになり、現在位置Ｐ０の空き周波数リストの中から同じような空き周波数を選択することになる。その結果、通信周波数が一部の空き周波数に集中して、空き周波数の一部しか使われないことになって利用効率が低下する。
【００５５】
これに対して、本実施例の無線通信装置１００では、距離Ｌが大きくなり過ぎない値（代表的には、通信領域の半径の数１０倍以下）に設定されている。このため、リスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８の一部が他の領域に入り込むのは、車両１０が領域の境界付近に存在する場合に限られ（図６（ｂ）参照）、大部分の場合は何れのリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８も現在位置Ｐ０と同じ領域内に存在する（図６（ａ）参照）。そしてこの場合は、現在位置Ｐ０の空き周波数リストの中から任意の空き周波数が選択される（図４のＳ１０６およびＳ１０８参照）。このため、現在位置Ｐ０の空き周波数リストが偏ることなく通信周波数として選択されるので、全ての空き周波数を効率よく利用することが可能である。
【００５６】
もちろん、このようにして通信周波数を選択した場合でも、長時間に亘ってコグニティブ無線通信を継続していると、車両１０が領域の境界付近まで移動し、その結果、移動方向に通信周波数の境界が検出されることが起こり得る。あるいは、領域の境界付近でコグニティブ無線通信を開始した場合でも、その後に車両１０が走行した経路によっては、移動方向に通信周波数の境界が検出されることが起こり得る。このような場合には、図４に示した通信制御処理のＳ１１４で「ｙｅｓ」と判断されて、以下のような通信周波数切換処理が開始される。
【００５７】
Ｄ．通信周波数切換処理  ：
図９および図１０には、本実施例の無線通信装置１００が通信周波数を切り換えるために実行する通信周波数切換処理のフローチャートが示されている。
図示されるように通信周波数切換処理（Ｓ３００）を開始すると、通信周波数の境界が検出された位置（リスト取得位置）と現在位置Ｐ０との中間位置での空き周波数リストを取得する（Ｓ３０２）。
【００５８】
図１１には、中間位置での空き周波数リストを取得する様子が例示されている。図１１（ａ）に示した例では、車両１０はリスト取得位置Ｐ２の方向に向かって移動する。カーナビゲーションシステム１４に目的地が設定されている場合を除いて、大部分の場合は、車両１０の移動方向はリスト取得位置Ｐ２の方向となる。そして、リスト取得位置Ｐ２についての空き周波数リストの中に現在使用中の通信周波数が含まれていなかった場合は、通信周波数の境界が検出される（図４のＳ１１４：ｙｅｓ）。続いて、境界が検出された位置（この場合は、リスト取得位置Ｐ２）と現在位置Ｐ０との間に中間位置を設定して、その中間位置での空き周波数リストを取得する。図１１に示した白抜きの四角印は、こうして設定された中間位置を表している。尚、中間位置での空き周波数リストも、無線基地局２および公衆通信回線網３を介してデータベース４に接続することによって取得する。
また、カーナビゲーションシステム１４に目的地が設定されている場合は、必ずしも車両１０の移動方向が、リスト取得位置Ｐ２の方向になるとは限らない。たとえば、図１１（ｂ）に例示したように、車両１０の移動方向がリスト取得位置Ｐ１の方向であった場合は、通信周波数の境界が検出された位置はリスト取得位置Ｐ１となる。そこでこの場合は、リスト取得位置Ｐ１と現在位置Ｐ０との間に、白抜きの四角印で示した中間位置を設定して空き周波数リストを取得する。
【００５９】
以上のようにして中間位置での空き周波数リストを取得したら（図９のＳ３０２）、そのリストの中に現在使用中の通信周波数が存在するか否かを判断する（Ｓ３０４）。その結果、中間位置での空き周波数リストの中に使用中の通信周波数が存在しなかった場合は（Ｓ３０４：ｎｏ）、中間位置も境界の外側に存在していることになる。
そこで、その中間位置と現在位置Ｐ０との間に新たな中間位置を設定して、その新たな中間位置での空き周波数リストを取得する（Ｓ３０６）。図１１（ａ）あるいは図１１（ｂ）に示した例では、図中に白抜きの四角印で示した中間位置と、車両１０の現在位置Ｐ０との間に、新たな中間位置（図示は省略）を設定して空き周波数リストを取得する。そして、新たに設定した中間位置について、空き周波数リストの中に現在使用中の通信周波数が存在するか否かを判断する（Ｓ３０４）。
このような判断を繰り返すと、やがては、中間位置での空き周波数リストの中に現在使用中の通信周波数が存在すると判断される（Ｓ３０４：ｙｅｓ）。ちなみに、図１１に示した例では、初回のＳ３０４の判断で「ｙｅｓ」と判断される。
【００６０】
ここで、中間位置での空き周波数リストの中に現在使用中の通信周波数が存在する（Ｓ３０４：ｙｅｓ）と言うことは、その中間位置までは現在の通信周波数を使用可能と考えて良い。更に言えば、その中間位置に到達したら通信周波数を切り換えた方が良いと考えられる。
そこで、その中間位置までの距離に基づいて通信可能距離を検出する（Ｓ３０８）。通信可能距離は以下のようにして検出する。先ず、現在位置Ｐ０および中間位置の位置情報から直線距離は直ちに算出することができる。もっとも、実際には直線的に移動するわけではない。そこで、直線距離に１よりも大きな係数を乗算することによって簡易的な通信可能距離を算出する。あるいは、カーナビゲーションシステム１４に登録されている地図情報を参照して、実際の移動経路を用いて通信可能距離を算出しても良い。
【００６１】
続いて、車両１０に搭載された車両制御部１２（図２参照）から、車両１０の移動速度（あるいは平均の移動速度）を取得し、先に検出した通信可能距離を、取得した移動速度で除算することによって、現在の通信周波数で通信を継続可能な時間（通信可能時間）を算出する（Ｓ３１０）。
そして、通信可能距離および通信可能時間（あるいは何れか一方）を、コグニティブ無線通信している相手に向かって送信する（Ｓ３１２）。尚、通信相手を特定することなくブロードキャスト送信している場合は、通信可能距離および通信可能時間もブロードキャスト送信すればよい。
以上のようにして、通信可能距離および通信可能時間を決定して通信相手に向かって送信したら（Ｓ３０８〜Ｓ３１２）、現在の通信周波数から切り換える新たな通信周波数を以下のようにして決定する。
尚、ここまでの処理（Ｓ３０２〜Ｓ３１２）は、主に通信制御部１０２によって実行される。従って、本実施例の通信制御部１０２は、本発明における「使用可能距離検出手段」、「移動速度取得手段」、および「通信可能時間取得手段」に対応する。
【００６２】
新たな通信周波数を決定するに際しては、先ず始めに、現在位置Ｐ０の空き周波数リストと、移動方向の空き周波数リストとを参照して、何れの空き周波数リストにも含まれる空き周波数を、新たな通信周波数の候補となる空き周波数（以下、「候補の周波数」と呼ぶ）として抽出する（Ｓ３１４）。
尚、候補の周波数を、移動方向のリストに含まれる空き周波数ではなく、現在位置Ｐ０のリストおよび移動方向のリストに共通して含まれる空き周波数としている理由については後述する。また、現在位置Ｐ０の空き周波数リストおよび移動方向の空き周波数リストは、図９および図１０の通信周波数切換処理を開始する前に、図４の通信制御処理のＳ１０２で既に取得されて、記憶部１０８に記憶されている。
【００６３】
図１２には、現在位置Ｐ０の空き周波数リストおよび移動方向の空き周波数リストを参照して、候補の周波数を抽出している様子が示されている。図示した例では、現在位置Ｐ０の空き周波数リストには、ｃｈ１、ｃｈ３、ｃｈ６、ｃｈ７、ｃｈ９の５つの空き周波数が記載されている。この中のｃｈ３が、現在使用中の通信周波数である。また、移動方向にあるリスト取得位置Ｐ１の空き周波数リストには、ｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６、ｃｈ９の４つの空き周波数が記載されている。尚、リスト取得位置Ｐ１が移動方向にあるということは、図１１（ｂ）に示した場合に該当する。
候補の周波数は、現在位置Ｐ０の空き周波数リストに含まれる空き周波数の中で、移動方向のリストにも含まれる空き周波数を抽出する。図１２に示した例では、ｃｈ１、ｃｈ６、ｃｈ９の３つの空き周波数が候補の周波数となる。
【００６４】
こうして候補の周波数を抽出したら（図９のＳ３１４）、続いて、抽出された候補の周波数が存在するか否かを判断する（図１０のＳ３１６）。図１２に示した例では３つの周波数が抽出されているが、候補の周波数が抽出できない場合も存在する。
【００６５】
その結果、候補の周波数が抽出されていた場合は（Ｓ３１６：ｙｅｓ）、候補の周波数が複数存在するか否かを判断する（Ｓ３１８）。
そして、候補の周波数が複数存在していた場合は（Ｓ３１８：ｙｅｓ）、それぞれの候補の周波数について、移動方向を除いた前方の空き周波数リストに含まれる個数を取得する（Ｓ３２０）。前述したように、前方の空き周波数リストとは、移動方向の空き周波数リストと、移動方向のリスト取得位置に向かってその両側のリスト取得位置での空き周波数リストである。従って、移動方向を除いた前方の空き周波数リストとは、移動方向に向かって両側のリスト取得位置で取得された２つの空き周波数リストである。図１２に示した例では、移動方向の空き周波数リストはリスト取得位置Ｐ１のリストだから、リスト取得位置Ｐ４のリストおよびリスト取得位置Ｐ２のリストが該当する。尚、これらの空き周波数リストも、図９および図１０の通信周波数切換処理を開始する前に、図４の通信制御処理のＳ１０２で既に取得されて、記憶部１０８に記憶されている。
Ｓ３２０では、候補の周波数毎に、これら２つの空き周波数リストに含まれる個数を取得する。図１２の例示に則して説明すると、候補の周波数ｃｈ１については、リスト取得位置Ｐ４のリストにもリスト取得位置Ｐ１のリストにも含まれていないから、個数は０個となる。また、候補の周波数ｃｈ６については、何れのリストにも含まれているから個数は２個となり、候補の周波数ｃｈ９については、リスト取得位置Ｐ２のリストにだけ含まれているから個数は１個となる。
【００６６】
こうして各候補の周波数について、移動方向を除く前方の空き周波数リストに含まれる個数を取得したら（Ｓ３２０）、取得した個数が多い方の候補の周波数を選択した後（Ｓ３２２）、選択した候補の周波数を、切換後の通信周波数に決定する（Ｓ３２４）。図１２に示した例では、候補の周波数ｃｈ６が、切換後の通信周波数に決定される。
【００６７】
以上は、候補の周波数が複数抽出されていた場合（Ｓ３１８：ｙｅｓ）に、切換後の通信周波数を決定する処理について説明した。これに対して、候補の周波数が１つしか抽出されていない場合は（Ｓ３１８：ｎｏ）、その候補の周波数を、切換後の通信周波数に決定する（Ｓ３２４）。
【００６８】
また、候補の周波数が抽出されなかった場合（Ｓ３１６：ｎｏ）には、次のようにして切換後の通信周波数を決定する。先ず、移動方向の空き周波数リストに含まれる各空き周波数について、前方の空き周波数リストに含まれる個数を取得する（Ｓ３２６）。この処理は、図７を用いて前述した通信周波数選択処理のＳ２０２で、現在位置Ｐ０のリストおよびリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８のリストに対して行った処理を、移動方向のリストおよび前方のリストに対して適用する処理である。
そして、移動方向のリストに含まれる空き周波数の中で、前方のリストに含まれる個数が多い方の空き周波数を、切換後の通信周波数として決定する（Ｓ３２８）。
尚、以上のようにして切換後の通信周波数を決定する処理（Ｓ３１４〜Ｓ３２８）は、通信制御部１０２の制御の下で、主に通信周波数選択部１０６によって実行される。
【００６９】
以上のようにして切換後の通信周波数を決定したら（Ｓ３２４あるいはＳ３２８）、その通信周波数に関する情報を、通信の相手に送信する（Ｓ３３０）。ブロードキャスト送信している場合は、相手を特定せずに送信する。
そして、切換後の通信周波数を、無線基地局２および公衆通信回線網３を介してデータベース４に登録する（Ｓ３３２）。
【００７０】
その後、車両１０が通信周波数に切換位置に達したか否かを判断する（Ｓ３３４）。通信周波数の切換位置とは、図９および図１０の通信周波数切換処理が開始された後、中間位置の空き周波数リスト中に現在の通信周波数が存在すると判断された場合（図９のＳ３０４：ｙｅｓ）の中間位置である。
その結果、通信周波数の切換位置に達していないと判断した場合は（Ｓ３３４：ｎｏ）、同じ判断を繰り返しながら、そのまま待機状態となる。そして、切換位置に達したと判断したら（Ｓ３３４：ｙｅｓ）、それまで使用してきた通信周波数を、決定しておいた切換後の通信周波数に切り換えた後（Ｓ３３６）、図９および図１０の通信周波数切換処理を終了して、図４の通信制御処理に復帰する。
尚、通信周波数を切り換える処理（Ｓ３３６）は、通信制御部１０２によって実行される。従って、本実施例の通信制御部１０２は、本発明における「切換手段」に対応する。
【００７１】
以上に説明したように、本実施例の通信周波数切換処理では、現在位置Ｐ０の空き周波数リストおよび移動方向の空き周波数リストに共通して含まれる空き周波数（候補の周波数）の中から、切換後の通信周波数を選択している（図９のＳ３１４）。このため、現在の通信周波数が使えなくなる位置より手前の位置で通信周波数を切り換えたとしても、その位置から切換後の通信周波数を使用することができるので、通信が一時的に途絶する事態が生じない。逆に言えば、使用中の通信周波数の境界よりも少し手前で切り換えればよいので、正確な境界の位置を特定する必要がない。このため、コグニティブ無線通信の通信周波数を切り換えるための処理を大幅に簡素化することが可能となる。
図９のＳ３１４に示したように本実施例の通信周波数切換処理が、通信周波数の候補の周波数を抽出する際に、移動方向のリストに含まれる空き周波数ではなく、現在位置Ｐ０のリストおよび移動方向のリストに共通して含まれる空き周波数を抽出しているのは、このような理由による。
【００７２】
また、本実施例の通信周波数切換処理では、候補の周波数が複数存在していた場合には（図１０のＳ３１８：ｙｅｓ）、移動方向を除く前方の空き周波数リストも参照して、それらのリストに含まれる個数の多い方を切換後の通信周波数に決定している（Ｓ３２２およびＳ３２４）。このため、切換後の通信周波数を決定した後に車両１０の移動方向が変わった場合でも、通信が途絶することを回避することが可能となる。
【００７３】
加えて、使用中の通信周波数の境界を検出すると、その通信周波数を使用可能な距離（通信可能距離）および使用可能な時間（通信可能時間）、あるいは何れか一方を予め送信しておき（図９のＳ３１２）、更に、切換後の通信周波数を決定した後は、その通信周波数に関する情報を予め送信する（図１０のＳ３３０）。このため、通信の相手側にとっても、通信周波数が切り換えられる時期を予測することができるので、切換に伴って通信に支障が生じる事態を回避することが可能となる。
【００７４】
更に加えて、切換後の通信周波数については、公衆通信回線網３に接続されたデータベース４に登録している（Ｓ３３２）。このため、切換後の通信周波数に関する情報を、通信の相手が受信し損ねた場合でも、データベース４に接続して読み出すことができるので、通信周波数の切換に伴って通信に支障が生じる事態を回避することが可能となる。
【００７５】
Ｅ．変形例  ：
上述した実施例では、複数のリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ８が、現在位置Ｐ０から特定の方向に偏ることなく設定されているものとして説明した。しかし、複数のリスト取得位置を、特定の方向に偏らせて設定しておいてもよい。
たとえば、無線通信装置１００が車両１０などの輸送手段に搭載されている場合には、長時間に亘って後退し続けることは考えにくい。従って、図１３に例示したように、車両１０に対して前方および側方に偏らせて複数のリスト取得位置Ｐ１〜Ｐ５を設けておき、これらについての空き周波数リストを参照して通信周波数を決定しても良い。
【００７６】
また、上述した実施例あるいは変形例では、現在位置Ｐ０および複数のリスト取得位置が格子状に配置されているものとして説明した。しかし、これらは必ずしも格子状に配置されている必要はなく、たとえば現在位置Ｐ０を中心とした円周上あるいは円弧上に、等角度ずつの間隔を空けて配置しても構わない。
【００７７】
以上、本実施例の無線通信装置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。
【符号の説明】
【００７８】
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、
１４…カーナビゲーションシステム、                １００…無線通信装置、
１０２…通信制御部、      １０４…無線通信部、    １０６…通信周波数選択部、
１０８…記憶部、          １１０…ＧＰＳ部、
１１２…外部インターフェース部、                  １１４…バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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