JP5514324B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関し、特に複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いた通信を行う通信システムに関する。

従来、複数の通信装置が、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いた通信を行う通信システムがある。

そして、近年、通信技術の進展により、様々な技術分野でネットワーク化が進んでおり、例えばマンション等の集合住宅、アミューズメントパーク等の大型施設、多数のテナントや会議室等を有する大型ビル等の建物内における様々な機器がネットワーク（通信網）に接続されつつある。このようなネットワークでは、音声データや、静止画および動画などの画像データを複数のユーザに同時に配信するアプリケーションが用いられる。特に、大容量のデータを扱う動画配信や、配信先の多い大型マンションなどの場合、ネットワークのリソースを有効に活用することが非常に重要となる。

すなわち、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて、複数のノード間で通信を行う通信システムでは、通信媒体の最小単位となるサブキャリアを効率的に活用することが、高速通信の実現につながる。そこで、サブキャリアを効率的に用いる方法として、文献１（日本国公表特許公報第２００６−５０４３７２号），文献２（米国特許第６４４２１２９号）に示す技術がある。

文献１では、サブキャリア推定によって、サブキャリア毎に最適な変調方式／データレートを選択している。

文献２では、パケットの劣化情報（シンボルノイズ、キャリアノイズ）に基づいて、選択可能な変調方式を選別し、変調方式毎に設定された閾値を基準にして変調方式を決定している。基本的に、所定条件を満たす変調方式から、通信速度が最も高い変調方式が選択されるが、所定条件を満たす変調方式がない場合は、ロバスト性が高い変調方式が選択される。

文献１，２のような従来のマルチキャリア変調方式を用いた通信システムは、１対１のユニキャスト送信における効率化を対象としており、複数のノードに同じデータを一斉同報（ブロードキャスト、マルチキャスト）する構成には対応していない。すなわち、複数のノードに同じデータを一斉同報する場合に、サブキャリアを効率的に活用することが困難であった。

例えば、図４４に示すように、１台の送信ノード５０１と、１０台の受信ノード６０１〜６１０とで構成される通信システムがある。送信ノード５０１は、１０台の受信ノード６０１〜６１０に対して、２０本のサブキャリアｆ１〜ｆ２０を用いてデータを送信するマルチキャリア通信を行う。

ここで、送信ノード５０１と受信ノード６０１〜６１０の各々との間の伝送路の状態を示す伝送路状態情報Ｊ１０１を図４５に示す。この伝送路状態情報Ｊ１０１は、送信ノード５０１と受信ノード６０１〜６１０の各々との間で行われる通信に対して、受信ノード毎に、利用できるサブキャリアに「１」を設定し、利用できないサブキャリアに「０」を設定したデータテーブルで構成されている。

このように、送信ノード５０１が受信ノード６０１〜６１０の各々との間で通信可能なサブキャリアは、受信ノード毎に異なる。そこで、従来の方法としては、全てのサブキャリアｆ１〜ｆ２０に同じデータを割り当てて一斉同報を行う方法がある。しかし、時間当たりに送信できる情報量は限られてしまう。

ここで、送信ノード５０１が送信するデータフレームは、図１０に示すように、ヘッダ部Ｈｐと、データ本体部Ｄｐとで構成される。ヘッダ部Ｈｐは、送信アドレス、受信アドレス等の情報が格納され、データ本体部Ｄｐは、送信するデータの内容が格納されている。

而して、データ送信に必要な累積送信時間Ｔ１０１は、図１０に示すように、ヘッダ部Ｈｐの送信時間Ｔｈと、データ本体部Ｄｐの送信時間Ｔｄ１０１との和になる。また、送信ノード５０１が８００ビット（１００バイト）のデータを送信し、サブキャリアｆ１〜ｆ２０の各々において１ビット／パケットのデータレートで同一データを送信すると、データ本体部Ｄｐのパケット数は８００パケットになる。すなわち、累積送信時間Ｔ１０１＝Ｔｈ＋Ｔｄ１０１［８００パケット］となる。

また、一斉同報を行う別の方法として、受信ノード６０１〜６１０のうち一部の受信ノードとのみ通信可能なサブキャリアを複数組み合わせることによって、受信ノード６０１〜６１０の全てに同じデータを一斉同報することが可能となる。例えば、サブキャリアｆ７は、受信ノード６０３，６０４，６０７との間で通信できない。しかし図４６に示すように、受信ノード６０３，６０４，６０７との間で通信可能なサブキャリアｆ１２をサブキャリアｆ７に組み合わせることで、受信ノード６０１〜６１０全てと通信可能になる。同様に、一部の受信ノードとのみ通信可能なサブキャリアを複数組み合わせることによって、時間当たりに送信できる情報量は増加する。例えば、図４５の例では、送信ノード５０１が受信ノード６０１〜６１０に対して一斉同報するために組み合わせて利用できるサブキャリアは、５本ある。しかしながら、残りの１５本のサブキャリアは利用されないため、サブキャリアを効率的に活用しているとは言い難く、さらなる通信効率の向上が求められていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて一斉同報を行う場合に、通信効率の向上を図ることができる通信システムを提供することにある。

本発明に係る通信システムの第１の形態は、複数の受信ノードと、前記複数の受信ノードに一斉同報データを送信する送信ノードと、を備える通信システムである。前記送信ノードは、送信部と、記憶部と、ノードグループ化部と、サブキャリア選択部と、を備える。前記送信部は、予め用意された複数のサブキャリアの少なくとも１つを用いて前記複数の受信ノードに前記一斉同報データを送信するように構成される。前記記憶部は、前記受信ノード毎の伝送路の状態を示す伝送路状態情報を記憶するように構成される。前記ノードグループ化部は、前記伝送路状態情報を参照し、前記伝送路の状態に関する分類基準に基づいて前記複数の受信ノードを複数の送信グループに分けて、前記複数の送信グループで定義される送信グループセットを作成するグループ化処理を行うように構成される。前記サブキャリア選択部は、前記伝送路状態情報を参照し、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記送信グループに属する前記受信ノードに前記一斉同報データを送信するためのサブキャリアを前記複数のサブキャリアから選択するように構成される。前記送信部は、前記送信グループセットの前記複数の送信グループに順番に、前記サブキャリア選択部で選択された前記サブキャリアを用いて前記一斉同報データを送信するように構成される。

本発明に係る通信システムの第２の形態では、第１の形態において、前記伝送路の状態は、前記サブキャリアが前記受信ノードとの通信に利用できる有効サブキャリアであるか否かを前記サブキャリア毎に示すように構成される。

本発明に係る通信システムの第３の形態では、第２の形態において、前記ノードグループ化部は、前記グループ化処理では、選択処理と、算出処理と、判定処理と、分類処理とを行うように構成される。前記選択処理は、前記有効サブキャリアの数が最も少ない前記受信ノードにおける前記有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する処理である。前記算出処理は、前記受信ノードの前記有効サブキャリアに含まれる前記優先サブキャリアの数を前記受信ノード毎に算出する処理である。前記判定処理は、前記優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを前記受信ノード毎に判定する処理である。前記分類処理は、前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値以上である前記受信ノードを前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値未満である前記受信ノードが属する前記送信グループとは異なる前記送信グループに分ける処理である。

本発明に係る通信システムの第４の形態では、第３の形態において、前記グループ化閾値は定数である。

本発明に係る通信システムの第５の形態では、第３の形態において、前記ノードグループ化部は、前記グループ化閾値が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。

本発明に係る通信システムの第６の形態では、第３〜第５の形態のうちいずれか１つにおいて、前記ノードグループ化部は、前記選択処理と前記算出処理と前記判定処理と前記分類処理とで定義される分割処理を複数回行うことで、３以上の前記送信グループで定義される前記送信グループセットを作成するように構成される。前記ノードグループ化部は、前記分類処理において、前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値以上である第１送信グループと、前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値未満である第２送信グループとを作成するように構成される。前記ノードグループ化部は、全ての前記受信ノードに関して１回目の前記分割処理を行い、２回目以降の前記分割処理は前回の前記分割処理で作成された前記第２送信グループに関して行うように構成される。

本発明に係る通信システムの第７の形態では、第２の形態において、前記ノードグループ化部は、前記グループ化処理では、選択処理と、算出処理と、判定処理と、分類処理と、を行うように構成される。前記選択処理は、前記有効サブキャリアの数が最も少ない前記受信ノードにおける前記有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する選択である。前記算出処理は、前記受信ノードの前記有効サブキャリアに含まれる前記優先サブキャリアの数を前記受信ノード毎に算出する処理である。前記判定処理は、前記優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを前記受信ノード毎に判定する処理である。前記分類処理は、前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値以上である前記受信ノードにおいて前記優先サブキャリアの数が最も少ない前記受信ノードと定義される境界受信ノードが複数存在するか否かを判定し、前記境界受信ノードが複数存在すると判定した場合、前記複数の境界受信ノードと前記境界受信ノードよりも前記優先サブキャリアの数が多い前記受信ノードとの組み合わせによって複数の前記送信グループセットを作成する処理である。

本発明に係る通信システムの第８の形態では、第７の形態において、前記ノードグループ化部は、前記分類処理では、前記複数の境界受信ノードのうち前記有効サブキャリアの数が少ない前記境界受信ノードを優先して前記境界受信ノードよりも前記優先サブキャリアの数が多い前記受信ノードと同じ前記送信グループに分けるように構成される。

本発明に係る通信システムの第９の形態では、第２の形態において、前記サブキャリア選択部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記複数のサブキャリアを共通サブキャリアと非共通サブキャリアとに分けるように構成される。前記共通サブキャリアは、前記送信グループに属する全ての前記受信ノードに対して前記有効サブキャリアとなる前記サブキャリアである。前記非共通サブキャリアは、前記送信グループに属する前記受信ノードの全てではなく少なくとも１つに対して前記有効サブキャリアとなる前記サブキャリアである。前記サブキャリア選択部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、サブキャリアセットを作成するように構成される。前記サブキャリアセットは、前記共通サブキャリアと、非共通サブキャリアセットとの少なくとも一方を含む。前記非共通サブキャリアセットは、前記送信グループに属する前記受信ノードの全てが前記一斉同報データを受信できるように組み合わされた複数の前記非共通サブキャリアで定義される。前記送信部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記サブキャリア選択部で作成された前記サブキャリアセットを用いて前記一斉同報データを送信するように構成される。

本発明に係る通信システムの第１０の形態では、第１の形態において、前記送信ノードは、送信時間算出部を備える。前記ノードグループ化部は、前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。前記送信時間算出部は、前記送信グループセット毎に、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な累積送信時間を算出するように構成される。前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことである。

本発明に係る通信システムの第１１の形態では、第９の形態において、前記送信ノードは、送信時間算出部を備える。前記ノードグループ化部は、前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。前記サブキャリア選択部は、前記ノードグループ化部で作成された前記送信グループセットのそれぞれに関し、前記送信グループ毎に前記サブキャリアセットを作成するように構成される。前記送信時間算出部は、前記送信グループ毎に前記サブキャリアセットにおける前記共通サブキャリアと前記非共通サブキャリアセットの数の和を示すキャリア数を算出し、前記キャリア数に基づいて前記送信グループセット毎に累積送信時間を算出するように構成される。前記累積送信時間は、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な時間である。前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことである。

本発明に係る通信システムの第１２の形態では、第１の形態において、前記送信ノードは、送信時間算出部と、変調方式選択部と、を備える。前記送信部は、複数の変調方式から選択される１つを用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成される。前記記憶部は、前記変調方式毎に前記伝送路状態情報を記憶するように構成される。前記ノードグループ化部は、前記変調方式毎に前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。前記送信時間算出部は、前記送信グループセット毎に、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な累積送信時間を算出するように構成される。前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことである。前記変調方式選択部は、前記ノードグループ化部で選択された前記送信グループセットに対応する前記変調方式を選択するように構成される。前記送信部は、前記変調方式選択部で選択された前記変調方式を用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成される。

本発明に係る通信システムの第１３の形態では、第９の形態において、前記送信ノードは、送信時間算出部と、変調方式選択部と、を備える。前記送信部は、複数の変調方式から選択される１つを用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成される。前記記憶部は、前記変調方式毎に前記伝送路状態情報を記憶するように構成される。前記ノードグループ化部は、前記変調方式毎に前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。前記サブキャリア選択部は、前記ノードグループ化部で作成された前記複数の送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記サブキャリアセットを作成するように構成される。前記送信時間算出部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に前記サブキャリアセットにおける前記共通サブキャリアと前記非共通サブキャリアセットの数の和を示すキャリア数を算出し、前記キャリア数に基づいて前記送信グループセット毎に累積送信時間を算出するように構成される。前記累積送信時間は、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な時間である。前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことである。前記変調方式選択部は、前記ノードグループ化部で選択された前記送信グループセットに対応する前記変調方式を選択するように構成される。前記送信部は、前記変調方式選択部で選択された前記変調方式を用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成される。

本発明に係る通信システムの第１４の形態では、第１１または第１３の形態において、前記送信部は、前記送信グループに前記一斉同報データを送信してから所定のインターバル期間が経過した後に次の送信グループに前記一斉同報データを送信するように構成される。前記送信時間算出部は、前記送信グループに属する前記受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な送信時間を前記送信グループセットの前記送信グループ毎に算出し、前記送信グループセットの前記複数の送信グループそれぞれの前記送信時間の和に前記インターバル期間の合計を加算して、前記送信グループセットの前記累積送信時間を算出するように構成される。

本発明に係る通信システムの第１５の形態では、第１の形態において、前記送信部は、前記一斉同報データとともに送信グループ情報を送信するように構成される。前記送信グループ情報は、前記一斉同報データの宛先となる前記送信グループを示す宛先情報を含む。前記受信ノードは、前記一斉同報データおよび前記送信グループ情報を受け取ると、受け取った前記送信グループ情報の前記宛先情報が示す前記送信グループに自身が属するか否かを判定し、前記宛先情報が示す前記送信グループに属していれば前記一斉同報データを取り込み、前記宛先情報が示す前記送信グループに属していなければ前記一斉同報データを破棄するように構成される。

実施形態１の通信システムにおける通信装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態１の通信システムの構成を示す全体図である。 上記実施形態１における伝送路状態情報を示すテーブル図である。 上記実施形態１における送信グループを示す構成図である。 上記実施形態１における送信グループを示す構成図である。 上記実施形態１における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 上記実施形態１における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 上記実施形態１におけるデータフレームの構成を示すフォーマット図である。 上記実施形態１におけるデータフレームの構成を示すフォーマット図である。 上記実施形態１におけるデータフレームの構成を示すフォーマット図である。 上記実施形態１におけるヘッダ部の構成を示すフォーマット図である。 上記実施形態１におけるサブキャリアグループ情報の構成を示すフォーマット図である。 上記実施形態１におけるサブキャリアグループ情報の構成を示すフォーマット図である。 上記実施形態１における有効サブキャリアの数の算出処理を示すテーブル図である。 上記実施形態１における優先サブキャリアの数の算出処理を示すテーブル図である。 上記実施形態１における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態１における送信グループを示す構成図である。 上記実施形態１における送信グループを示す構成図である。 上記実施形態１における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 上記実施形態１における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 実施形態２における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示す図である。 上記実施形態２における送信グループの作成処理を示すテーブル図である。 上記実施形態２における送信グループの作成処理を示すテーブル図である。 上記実施形態２における送信グループの作成処理を示すテーブル図である。 上記実施形態２における送信グループの別の作成処理を示すテーブル図である。 上記実施形態２における送信グループの別の作成処理を示すテーブル図である。 上記実施形態２における送信グループの別の作成処理を示すテーブル図である。 実施形態３における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態３における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 上記実施形態３における２回目のグループ化処理における伝送路状態情報を示すテーブル図である。 上記実施形態３における２回目のグループ化処理における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態３における２回目のグループ化処理における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 上記実施形態３における３回目のグループ化処理における伝送路状態情報を示すテーブル図である。 上記実施形態３における３回目のグループ化処理における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態３における３回目のグループ化処理における送信グループ毎のサブキャリアの割り付けを示すテーブル図である。 上記実施形態３におけるデータフレームの構成を示すフォーマット図である。 実施形態４における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態４における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態４における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態４における優先サブキャリアの数による受信ノードの並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態４における優先サブキャリアの数による受信ノードの別の並び替え処理を示すテーブル図である。 上記実施形態４における優先サブキャリアの数による受信ノードの別の並び替え処理を示すテーブル図である。 実施形態５における変調方式選択部による変調方式の選択処理を示すテーブル図である。 従来の通信システムの構成を示す全体図である。 従来の伝送路状態情報を示すテーブル図である。 従来のサブキャリアの組み合わせを示すテーブル図である。

（実施形態１）
本実施形態の通信システムは、図２に示すように、１台の送信ノード１０１と、１０台の受信ノード２０１〜２１０とで構成される。送信ノード１０１は、１０台の受信ノード２０１〜２１０に対して、２０本のサブキャリアｆ１〜ｆ２０を用いてデータを送信するマルチキャリア通信を行う。この通信の伝送経路は、有線伝送路、無線伝送路のいずれであってもよい。

なお、送信ノード１０１は、少なくともデータ送信機能を有し、受信ノード２０１〜２１０は、少なくともデータ受信機能を有していればよい。また、送信ノード１０１および受信ノード２０１〜２１０は、データ送信機能とデータ受信機能との両方を有する通信装置で構成されてもよい。本実施形態では、図１に示すデータ送受信機能を有する通信装置Ａが、送信ノード１０１および受信ノード２０１〜２１０を構成するものとする。また、受信ノード２０１〜２１０を区別しない場合、受信ノード２と称す。なお、受信ノード２の数は１０に限定されない。

送信ノード１０１および受信ノード２０１〜２１０を構成する通信装置Ａは、図１に示すように、制御部１１と、送信部１２と、受信部１３と、記憶部１４とを備える。

制御部１１は、通信装置Ａの各部（送信部１２、受信部１３、記憶部１４）の動作を監視制御し、ノードグループ化部１１１と、サブキャリア選択部１１２と、変調方式選択部１１３と、送信時間算出部１１４とを備える。

送信部１２は、予め用意された複数（本実施形態では２０）のサブキャリアの少なくとも１つを用いて複数の受信ノード２にデータ（一斉同報データ）を送信するように構成される。本実施形態では、送信部１２は、２０本のサブキャリアｆ１〜ｆ２０を用いてデータを送信する変調機能を有し、ヘッダ生成部１２１を備える。後述するように、ヘッダ生成部１２１は、ヘッダ部Ｈｐを作成して、データ本体部Ｄｐの前に付加される（図１１参照）。

受信部１３は、２０本のサブキャリアｆ１〜ｆ２０を用いてデータを受信する復調機能を有し、伝送路状態推定部１３１を備える。

ここで、送信部１２及び受信部１３は、複数の変調方式を切替可能に構成されおり、複数の変調方式からいずれか１つを切替自在に設定されて、この設定された変調方式を用いてデータを送受信している。すなわち、送信部１２は、複数の変調方式から選択される１つを用いて一斉同報データの送信を行うように構成される。例えば、本実施形態においては、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭからいずれか１つが選択される。ＢＰＳＫは、Binary Phase Shift Keyingの略称であり、ＱＰＳＫは、Quadrature Phase Shift Keyingの略称であり、ＱＡＭは、Quadrature Amplitude Modulationの略称である。

記憶部１４は、送信ノード１０１と受信ノード２０１〜２１０の各々との間の伝送路の状態を示す伝送路状態情報Ｊ１を記憶している。すなわち、記憶部１４は、受信ノード２毎の伝送路の状態を示す伝送路状態情報Ｊ１を記憶するように構成される。伝送路の状態は、サブキャリアが受信ノード２との通信に利用できる有効サブキャリアであるか否かをサブキャリア毎に示すように構成される。伝送路状態情報Ｊ１は、図３に示すように、送信ノード１０１から受信ノード２０１〜２１０の各々へ行われる通信に対して、受信ノード毎に、利用できるサブキャリア（有効サブキャリア）に「１」を設定し、利用できないサブキャリア（無効サブキャリア）に「０」を設定したデータテーブルで構成されている。この伝送路状態情報Ｊ１は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの変調方式毎に作成される。すなわち、記憶部１４は、変調方式毎に伝送路状態情報Ｊ１を記憶するように構成される。

伝送路状態情報Ｊ１は、以下の手順で作成される。まず、送信ノード１０１の制御部１１は、全てのサブキャリアｆ１〜ｆ２０を用いて、同じテストフレームを受信ノード２０１〜２１０へ送信する。テストフレームを受信した受信ノード２０１〜２１０の制御部１１は、全てのサブキャリアｆ１〜ｆ２０においてテストフレームを解析し、このテストフレームを正常に受信できたサブキャリアの情報を含む応答フレームを送信ノード１０１へ返信する。応答フレームを受信した送信ノード１０１では、伝送路状態推定部１３１が、受信ノード２０１〜２１０から受信した各応答フレームを解析し、受信ノード２０１〜２１０の各々との間で正常な通信を行うことができるサブキャリア（すなわち有効サブキャリア）を受信ノード毎に判別する。そして、送信ノード１０１の伝送路状態推定部１３１は、この判別結果に基づいて伝送路状態情報Ｊ１を作成し、記憶部１３に格納する。この作成処理を、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの変調方式毎に行う。なお、送信ノード１０１は、伝送路状態情報Ｊ１を定期的に作成して、記憶部１４に記憶させてもよい。すなわち、送信ノード１０１は定期的に伝送路状態情報Ｊ１を更新してもよい。あるいは、送信ノード１０１は、一斉同報データを送信する前に、伝送路状態情報Ｊ１を作成することで、最新の伝送路状態情報Ｊ１を用いてもよい。

また、受信ノード２０１〜２１０が応答フレームを返信する際、全てのサブキャリアｆ１〜ｆ２０を用いて同じ応答フレームを返信する。そして、送信ノード１０１の伝送路状態推定部１３１は、全てのサブキャリアｆ１〜ｆ２０において応答フレームを解析し、この応答フレームを正常に受信できたサブキャリアを判別する。そして、送信ノード１０１の伝送路状態推定部１３１は、この判別結果に基づいて、受信ノード２０１〜２１０の各々から送信ノード１０１へ行われる通信に利用可能なサブキャリアの情報も得ることができる。

以下、送信ノード１０１が、受信ノード２０１〜２１０に対して、一斉同報データを一斉同報（ブロードキャスト、マルチキャスト）する場合の処理について説明する。

まず、送信ノード１０１が、受信ノード２０１〜２１０に対して、一斉同報データを一斉同報する場合、制御部１１は、伝送路状態情報Ｊ１に基づいて、サブキャリアをグループ化する。グループ化は、組み合わせ最適化の問題であり、組み合わせ最適化は、それ自身が研究対象となっており、問題に応じて様々な手法が提案されている。しかし、マルチキャリア方式の通信システムには、概して多くの制限があり、より簡易な手法が望まれる。

そして、全ての受信ノード２へ同じデータを一斉同報できること、およびサブキャリアを効率的に利用するために、同じデータを割り当てられた複数のサブキャリアが同じ受信ノード２に重複して割り当てられることを最小限に抑えることが求められる。そこで、２つの視点からこの要求にアプローチする。１つ目は、各サブキャリアが割り当てられる受信ノード２の合計数であり、２つ目は、受信ノード２の各々に割り当てられるサブキャリアの合計数である。

図４，５は、本発明の通信システムの一斉同報の概念を表す図である。まず、通信状況によっては、送信ノード１０１が、全ての受信ノード２０１〜２１０に対して同時にデータ送信するのではなく、複数回に分けてデータ送信することによって、通信効率を向上させることが可能となる。すなわち、送信ノード１０１のノードグループ化部１１１が、受信ノード２０１〜２１０を２つ以上の送信グループに分割するグループ化を行い、送信部１２が、送信グループ毎に一斉同報データを順次送信する。ノードグループ化部１１１は、記憶部１４に記憶された伝送路状態情報Ｊ１を参照し、伝送路の状態に関する分類基準に基づいて複数の受信ノード２を複数の送信グループに分けて、複数の送信グループで定義される送信グループセットを作成するように構成される。

このとき、送信ノード１０１のサブキャリア選択部１１２は、伝送路状態情報Ｊ１を参照して、サブキャリアｆ１〜ｆ２０から、共通サブキャリアと非共通サブキャリア群（非共通サブキャリアセット）とを送信グループ毎に設定する。そして、この共通サブキャリアと非共通サブキャリア群とを用いて、送信グループ毎に一斉同報データを送信する。共通サブキャリアとは、各送信グループに属する全ての受信ノード２との間で通信可能なサブキャリアである。一方、各送信グループに属する全ての受信ノード２のうち一部との間で通信可能なサブキャリアを非共通サブキャリアと称す。そして、非共通サブキャリア群とは、この非共通サブキャリアを複数組み合わせることで構成され、１つの非共通サブキャリア群を構成する複数の非共通サブキャリアを同時に用いることによって、各送信グループに属する全ての受信ノード２との間で通信可能になる。

このように、サブキャリア選択部１１２は、記憶部１４に記憶された伝送路状態情報Ｊ１を参照し、送信グループセットの送信グループ毎に、送信グループに属する受信ノード２に一斉同報データを送信するためのサブキャリアを複数のサブキャリアｆ１〜ｆ２０から選択するように構成される。

特に、本実施形態では、サブキャリア選択部１１２は、送信グループセットの送信グループ毎に、複数のサブキャリアを共通サブキャリアと非共通サブキャリアとに分けるように構成される。共通サブキャリアは、送信グループに属する全ての受信ノード２に対して有効サブキャリアとなるサブキャリアである。非共通サブキャリアは、送信グループに属する受信ノード２の全てではなく少なくとも１つに対して有効サブキャリアとなるサブキャリアである。

サブキャリア選択部１１２は、送信グループセットの送信グループ毎に、サブキャリアセットを作成するように構成される。サブキャリアセットは、共通サブキャリアと、非共通サブキャリアセットとの少なくとも一方を含む。非共通サブキャリアセットは、送信グループに属する受信ノード２の全てが一斉同報データを受信できるように組み合わされた複数の非共通サブキャリアで定義される。

送信部１２は、送信グループセットの複数の送信グループに順番に、サブキャリア選択部１１２で選択されたサブキャリアを用いて一斉同報データを送信するように構成される。本実施形態の場合、送信部１２は、送信グループセットの送信グループ毎に、サブキャリア選択部１１２で作成されたサブキャリアセットを用いて一斉同報データを送信するように構成される。また、送信部１２は、一斉同報データとともに送信グループ情報を送信するように構成される。送信グループ情報は、一斉同報データの宛先となる送信グループを示す宛先情報と、宛先情報が示す送信グループに属する受信ノードを示す分類情報と、を含む。

そして、同時に用いる共通サブキャリアおよび非共通サブキャリア群の各々に対して、一斉同報データを分割した互いに異なる分割データを割り当てることによって、送信情報量を増大させている。

ここでは、ノードグループ化部１１１が、１０の受信ノード２０１〜２１０を２つの送信グループＧ１，Ｇ２に分割するグループ化を行っている。すなわち、ノードグループ化部１１１は、２つの送信グループＧ１，Ｇ２で定義される送信グループセットを作成する。図４は送信グループＧ１を示しており、６つの受信ノード２０１，２０４，２０５，２０７，２０８，２１０が送信グループＧ１に属している。図５は送信グループＧ２を示しており、４つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０９が送信グループＧ２に属している。

そして、送信グループＧ１に対しては、図６に示す５つの非共通サブキャリア群Ｆ１〜Ｆ５を用いて、一斉同報データを送信している。すなわち、送信グループＧ１に対応するサブキャリアセットは、５つの非共通サブキャリア群Ｆ１〜Ｆ５を含む。非共通サブキャリア群Ｆ１は、２つのサブキャリアｆ４，ｆ１６で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ２は、２つのサブキャリアｆ８，ｆ１８で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ３は、２つのサブキャリアｆ７，ｆ１３で構成されている。さらに、非共通サブキャリア群Ｆ４は、２つのサブキャリアｆ９，ｆ１２で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ５は、２つのサブキャリアｆ１９，ｆ１０で構成されている。

また、送信グループＧ２に対しては、図７に示す１本の共通サブキャリアｆ１と、５つの非共通サブキャリア群Ｆ１１〜Ｆ１５とを用いて、一斉同報データを送信している。すなわち、送信グループＧ２に対応するサブキャリアセットは、１つの共通サブキャリアｆ１と、５つの非共通サブキャリア群Ｆ１１〜Ｆ１５とを含む。非共通サブキャリア群Ｆ１１は、２つのサブキャリアｆ４，ｆ９で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ１２は、２つのサブキャリアｆ６，ｆ１６で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ１３は、２つのサブキャリアｆ７，ｆ１４で構成されている。さらに、非共通サブキャリア群Ｆ１４は、２つのサブキャリアｆ８，ｆ１２で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ１５は、２つのサブキャリアｆ１７，ｆ１８で構成されている。

そして、１本の共通サブキャリア、１つの非共通サブキャリア群の各データレートが１ビット／パケットであるとすると、送信グループＧ１，Ｇ２への一斉同報時の通信速度は以下のようになる。送信グループＧ１に対しては、５つの非共通サブキャリア群Ｆ１〜Ｆ５を用いているので、キャリア数は「５」となり、データレートは５ビット／パケットになる。送信グループＧ２に対しては、１本の共通サブキャリアｆ１と、５つの非共通サブキャリア群Ｆ１１〜Ｆ１５とを用いているので、キャリア数は「６」となり、データレートは６ビット／パケットになる。キャリア数は、サブキャリアセットにおける共通サブキャリアと非共通サブキャリアセット（非共通サブキャリア群）の数の和である。送信グループＧ１の場合、共通サブキャリアの数が「０」であり、非共通サブキャリア群の数が「５」であるから、キャリア数は「５」になる。送信グループＧ２の場合、共通サブキャリアの数が「１」であり、非共通サブキャリア群の数が「５」であるから、キャリア数は「６」になる。

ここで、ノードグループ化部１１１による送信グループのグループ化、サブキャリア選択部１１２による共通サブキャリアおよび非共通サブキャリアの割り付けは、一斉同報データの送信前に、変調方式毎に行われる。ここで、変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭを用いるものとする。

そして、送信時間算出部１１４は、変調方式としてＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの各々を用いた場合の各通信時間（通信速度）を算出する。ノードグループ化部１１１およびサブキャリア選択部１１２は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのうち、最も通信速度の速い変調方式によるグループ化、共通サブキャリアおよび非共通サブキャリアの割り付けを採用する。さらに、変調方式選択部１１３は、この最も通信速度の速い変調方式を送信部１２に設定する。すなわち、変調方式選択部１１３は、送信時間算出部１１４で算出された変調方式毎の通信時間を参照し、複数の変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ）から通信時間が最も短い変調方式を選択するように構成される。送信部１２は、変調方式選択部１１３で選択された変調方式を用いて一斉同報データの送信を行うように構成される。

ここで、送信ノード１０１が送信するデータフレームは、従来と同様に、ヘッダ部Ｈｐと、データ本体部Ｄｐとで構成され、データフレーム間には、フレーム間ギャップＩｐ（インターバル期間）が設けられる。ヘッダ部Ｈｐは、送信アドレス、受信アドレス等の情報が格納され、データ本体部Ｄｐは、送信するデータの内容が格納されている。フレーム間ギャップＩｐは、次に送信するデータとの混信を防ぐためのインターバル期間であり、一斉同報データの送信先となる送信グループを切り替える際に必要なインターバル期間となる。すなわち、送信部１２は、送信グループに一斉同報データを送信してから所定のインターバル期間が経過した後に次の送信グループに一斉同報データを送信するように構成される。

そして、全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間Ｔ１は、図８に示すように、送信グループＧ１への送信時間Ｔ１１と送信グループＧ２への送信時間Ｔ１２との和に、フレーム間ギャップＩｐを加算して表される。図８において、フレーム間ギャップＩｐは、送信時間Ｔ１１と送信時間Ｔ１２との間に設けられている。送信グループＧ１への送信時間Ｔ１１は、ヘッダ部Ｈｐの送信時間Ｔｈと、データ本体部Ｄｐの送信時間Ｔｄ１１とで構成されている。送信グループＧ２への送信時間Ｔ１２は、ヘッダ部Ｈｐの送信時間Ｔｈと、データ本体部Ｄｐの送信時間Ｔｄ１２とで構成されている。なお、以降、ヘッダ部Ｈｐの送信時間は、「ヘッダ送信時間」、データ本体部Ｄｐの送信時間は、「本体送信時間」、フレーム間ギャップＩｐの時間は、「ギャップ時間」と称す。

例えば、送信ノード１０１が８００ビット（１００バイト）の一斉同報データを一斉同報する場合、送信グループＧ１へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ１に対するデータレートが５ビット／パケットであることから、１６０パケットになる。また、送信グループＧ２へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ２に対するデータレートが６ビット／パケットであることから、１３４パケットになり、本体送信時間Ｔｄ１１：本体送信時間Ｔｄ１２＝６：５になる。すなわち、累積送信時間Ｔ１＝Ｔ１１＋Ｔ１２＋Ｔｉ＝Ｔｈ＋Ｔｄ１１［１６０パケット］＋Ｔｈ＋Ｔｄ１２［１３４パケット］＋Ｔｉとなる。

このように、一斉同報時に、送信先となる全ての受信ノード２０１〜２１０を、複数の送信グループに分割するグループ化を行い、送信グループ毎に一斉同報データを送信する。そして、受信ノード２０１〜２１０のグループ化を行うことによって、従来のように、送信先となる全ての受信ノード２０１〜２１０へ一括して一斉同報データを送信する場合に比べて、送信時間を短縮することが可能となる場合がある。すなわち、累積送信時間Ｔ１（図８参照）は、累積送信時間Ｔ１０１（図１０参照）に比べて短くなり、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて一斉同報を行う場合に、通信効率の向上を図ることができる。

次に、図１１は、ヘッダ部Ｈｐの構成を示す。ヘッダ部Ｈｐは、６つのフィールドＨｐ１〜Ｈｐ６で構成されており、ヘッダ生成部１２１によって作成されて、データ本体部Ｄｐの前段に設けられる。１番目のフィールドＨｐ１は、送信端末アドレスフィールドであり、ここでは送信ノード１０１のアドレスが格納される。２番目のフィールドＨｐ２は、受信端末アドレスフィールドであり、一斉同報時には、一斉同報アドレス（ブロードキャストアドレス、マルチキャストアドレス）が格納される。なお、ユニキャスト時には、送信先の受信ノード２のアドレスが個別に格納される。そして、このヘッダ部Ｈｐを受信した受信ノード２は、送信端末アドレスフィールドＨｐ１を参照して、送信ノードを認識できる。

そして、３番目のフィールドＨｐ３は、送信グループ情報フィールドであり、上記のグループ化に関する送信グループ情報が格納される。送信グループ情報は、具体的には、送信グループの数と、各送信グループに属する受信ノード２のアドレス（分類情報）と、このヘッダ部Ｈｐが付加されたデータフレームの送信先となる送信グループ（宛先情報）とを含む。なお、送信グループ情報は、送信グループの数を含んでいなくてもよい。

そして、このヘッダ部Ｈｐを受信した受信ノード２は、送信グループ情報フィールドＨｐ３を参照して、このヘッダ部Ｈｐに続くデータ本体部Ｄｐを取り込むか、破棄するかを判断する。すなわち、自己の属する送信グループ宛のデータである場合、このヘッダ部Ｈｐに続くデータ本体部Ｄｐを取り込む。

すなわち、受信ノード２は、一斉同報データおよび送信グループ情報を受け取ると、受け取った送信グループ情報の宛先情報が示す送信グループに自身が属するか否かを判定し、宛先情報が示す送信グループに属していれば一斉同報データを取り込み、宛先情報が示す送信グループに属していなければ一斉同報データを破棄するように構成される。

特に、本実施形態では、受信ノード２は、受け取った送信グループ情報の分類情報を参照して、宛先情報が示す送信グループに自身が属するか否かを判定する。

なお、上記の例では、分類情報を一斉同報データとともに受信ノード２に送信している。しかしながら、受信ノード２は、自身が属する送信グループを予め記憶するように構成されていてもよい。

この変形例では、送信ノード１０１は、一斉同報データを送信する前に、グループ化処理を行うように構成される。たとえば、送信ノード１０１は、通信システムの構築が完成したときや、通信システムに受信ノード２が追加されたときに、グループ化処理を行う。これに加えて、送信ノード１０１は、定期的にグループ化処理を行っても良い。

さらに、送信ノード１０１は、一斉同報データを送信する前に、全ての受信ノード２に対して、グループ化処理の結果を通知する。たとえば、送信ノード１０１は、グループ化処理の結果を通知するための通知信号（情報通知専用パケット）を各受信ノード２に送信する。通知信号は、グループ化処理の結果を通知する信号であることを示す識別子（種別識別子）と、グループ化処理の結果を示すグループ分け情報と、送信ノード１０１のアドレスを示す送信ノードアドレス情報と、を含んでいる。グループ分け情報は、送信グループ（送信グループに個別に与えられた識別子）と、送信グループに属する受信ノード２（受信ノード２のアドレス）との対応関係を示す。なお、通信システムの起動時であれば、送信ノード１０１はブロードキャストにより通知信号を全ての受信ノード２に送信することが好ましい。また、全てのサブキャリアの各々を用いて全ての受信ノード２に対して同じグループ分け情報を送信することで、全ての受信ノード２に確実にグループ化処理の結果を通知できる。

受信ノード２は、種別識別子に基づいて、受信した信号が通知信号であるか否かを判定する。受信した信号が通知信号であれば、受信ノード２は、通知信号からグループ分け情報を取得する。そして、受信ノード２は、グループ分け情報に基づいて自身が属する送信グループを識別し、自身が属する送信グループの識別子をアドレス情報として記憶する。

この例では、受信ノード２は、一斉同報データおよび送信グループ情報を受け取ると、アドレス情報を参照して、受け取った送信グループ情報の宛先情報が示す送信グループに自身が属するか否かを判定する。すなわち、受信ノード２は、宛先情報の示す送信グループがアドレス情報の示す送信グループに一致するか否かを判定する。そして、受信ノード２は、宛先情報が示す送信グループに属していれば（宛先情報の示す送信グループがアドレス情報の示す送信グループに一致すれば）一斉同報データを取り込み、宛先情報が示す送信グループに属していなければ（宛先情報の示す送信グループがアドレス情報の示す送信グループに一致しなければ）一斉同報データを破棄するように構成される。

なお、受信ノード２は、グループ分け情報をそのまま記憶してもよい。この場合、受信ノード２は、一斉同報データおよび送信グループ情報を受け取ると、グループ分け情報を参照して、受け取った送信グループ情報の宛先情報が示す送信グループに自身が属するか否かを判定する。また、受信ノード２は、グループ分け情報のうち、自身が属する送信グループと当該送信グループに属する受信ノード２との対応関係を示す情報だけを抽出して記憶してもよい。

４番目のフィールドＨｐ４は、サブキャリアグループ情報フィールドであり、送信先の送信グループに対して設定された上記共通サブキャリア、非共通サブキャリア群に関するサブキャリアグループ情報が格納される。サブキャリアグループ情報は、図１２に示すように、共通サブキャリア、非共通サブキャリア群の識別番号が、サブキャリアｆ１〜ｆ２０の各々に対応して設定される。そして、このヘッダ部Ｈｐを受信した受信ノード２は、サブキャリアグループ情報フィールドＨｐ４を参照して、今回の送信に用いるサブキャリアグループを把握できる。

図１２は、図７に示す１本の共通サブキャリアｆ１、５つの非共通サブキャリア群Ｆ１１〜Ｆ１５に対応するサブキャリアグループ情報である。共通サブキャリアｆ１には識別番号「１」、非共通サブキャリア群Ｆ１１を構成する２つのサブキャリアｆ４，ｆ９には識別番号「２」が設定される。非共通サブキャリア群Ｆ１２を構成する２つのサブキャリアｆ６，ｆ１６には識別番号「３」、非共通サブキャリア群Ｆ１３を構成する２つのサブキャリアｆ７，ｆ１４には識別番号「４」、非共通サブキャリア群Ｆ１４を構成する２つのサブキャリアｆ８，ｆ１２には識別番号「５」が設定される。非共通サブキャリア群Ｆ１５を構成する２つのサブキャリアｆ１７，ｆ１８には識別番号「６」が設定される。すなわち、非共通サブキャリア群よりも共通サブキャリアのサブキャリアグループに小さい識別番号が設定され、共通サブキャリアおよび非共通サブキャリア群の各々に対しては、サブキャリア番号が小さいものにより小さい識別番号が設定される。なお、共通サブキャリアおよび非共通サブキャリア群のいずれにも属さないサブキャリアには識別番号「０」が設定される。

５番目のフィールドＨｐ５は、変調方式情報フィールドであり、サブキャリアｆ１〜ｆ２０において用いられる変調方式に関する情報が格納されている。すなわち、変調方式選択部１１３が送信部１２に設定した変調方式の情報が変調方式情報フィールドＨｐ５に格納される。本実施形態においては、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭからいずれか１つが選択される。そして、このヘッダ部Ｈｐを受信した受信ノード２は、変調方式情報フィールドＨｐ５を参照して、変調方式に関する情報を取得する。

６番目のフィールドは、上記各フィールド以外の各制御情報が格納されるフィールドである。

また、ヘッダ部Ｈｐには、上記以外に、例えば同期用のシンボル、等化用のシンボル等が格納される。

そして、送信ノード１０１から一斉同報データを受信した受信ノード２０１〜２１０では、上記ヘッダ部Ｈｐの各フィールドＨｐ１〜Ｈｐ６を参照して、データ取り込みの可否、復調、データ解析、同期処理等を行う。

また、サブキャリアグループ情報フィールドＨｐ４に格納するサブキャリアグループ情報として、図１２に示す形式以外に、図１３に示すサブキャリアグループＩＤ（ここではサブキャリアグループＩＤ「１９」）を用いる形式がある。送信ノード１０１および受信ノード２０１〜２１０は、記憶部１４に、サブキャリアｆ１〜ｆ２０へ設定するサブキャリアグループ情報の全パターンが予め格納されており、サブキャリアグループ情報のパターン毎にサブキャリアグループＩＤが割り付けられている。そして、送信ノード１０１は、このサブキャリアグループＩＤを受信ノード２０１〜２１０へ送信する。受信ノード２０１〜２１０では、受信したサブキャリアグループＩＤを参照して、サブキャリア情報を記憶部１４から読み出す。

次に、送信ノード１０１のサブキャリア選択部１１２による共通サブキャリア、非共通サブキャリアの割り付け処理の一例について説明する。まず、サブキャリア選択部１１２は、伝送路状態情報Ｊ１を参照して、対象となる１つの送信グループ内の全ての受信ノード２との間で通信可能なサブキャリアを共通サブキャリアに設定する。さらに、対象となる１つの送信グループ内の全ての受信ノード２のうち一部との間で通信可能なサブキャリアを非共通サブキャリアに設定する。そして、非共通サブキャリアを、通信可能な受信ノード２の数が多い順に上位になるようにソートする。そして、最上位にソートされている非共通サブキャリアが通信不可能な受信ノード２に対して通信可能な非共通サブキャリアを、最下位にソートされている非共通サブキャリアから上位に向かう順に検索して選択する。この選択した非共通サブキャリアを、最上位にソートされている非共通サブキャリアと組にして、１つの非共通サブキャリア群を作成する。そして、非共通サブキャリア群を作成した非共通サブキャリアを、上記ソートした非共通サブキャリアから除外した後に、上記非共通サブキャリア群の作成処理を繰り返すことによって、非共通サブキャリア群を作成する。

なお、送信ノード１０１のサブキャリア選択部１１２による共通サブキャリア、非共通サブキャリアの割り付け処理の方法は他にもあり、共通サブキャリア、非共通サブキャリアの割り付け処理方法は上記の例に限定されない。

次に、送信ノード１０１のノードグループ化部１１１による送信グループの作成処理（グループ化処理）について、図１４〜図１６を用いて説明する。

ノードグループ化部１１１は、記憶部１４から伝送路状態情報Ｊ１を読み出し、この伝送路状態情報Ｊ１に基づいて、送信グループを作成するグループ化処理を行う。すなわち、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１を参照し、伝送路の状態に関する分類基準に基づいて複数の受信ノード２を複数の送信グループに分けて、複数の送信グループで定義される送信グループセットを作成するグループ化処理を行う。

本実施形態では、グループ化処理は、選択処理と、算出処理と、判定処理と、分類処理と、を含む。選択処理は、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２における有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する処理である。算出処理は、受信ノード２の有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数を受信ノード２毎に算出する処理である。判定処理は、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを受信ノード２毎に判定する処理である。分類処理は、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２を優先サブキャリアの数がグループ化閾値未満である受信ノード２が属する送信グループとは異なる送信グループに分ける処理である。以下、図３に示す伝送路状態情報Ｊ１を用いるものとする。

ノードグループ化部１１１は、図１４に示すように、伝送路状態情報Ｊ１に基づいて、受信ノード２０１〜２１０毎に、有効サブキャリアの数Ｎ１を算出する。有効サブキャリアとは、送信ノード１０１が受信ノード２０１〜２１０の各々との間で通信を行うことができるサブキャリアである。

次に、ノードグループ化部１１１は、図１５に示すように、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２０４との間で通信を行うことができるサブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を優先サブキャリアに設定する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２（２０４）における５つの有効サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を優先サブキャリアとして選択する（選択処理）。なお、優先サブキャリア以外のサブキャリアを非優先サブキャリアと称す。図１５では、サブキャリアが優先サブキャリアであるか否かを示す優先サブキャリアフラグＪ２を設けて、優先サブキャリアに対して、優先サブキャリアフラグを「１」に設定し、非優先サブキャリアに対して、優先サブキャリアフラグを「０」に設定している。

さらに、ノードグループ化部１１１は、図１５に示すように、優先サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を上位にソートして、サブキャリアの順序を並び替えている。なお、優先サブキャリアおよび非優先サブキャリア内におけるソート順は、サブキャリアが通信可能な受信ノード２の数（通信可能ノード数）Ｎ３が多い順に並べられている。

さらに、ノードグループ化部１１１は、図１５に示すように、受信ノード２０１〜２１０毎に、この受信ノードと通信可能な優先サブキャリアの数Ｎ２を求める。すなわち、ノードグループ化部１１１は、受信ノード２の有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数を受信ノード２毎に算出する（算出処理）。図１５によれば、受信ノード２０１の有効サブキャリアは、サブキャリアｆ６，７，８，１０，１２，１６，１９，２０である。優先サブキャリアは、サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３である。そのため、受信ノード２０１については、優先サブキャリアの数は「３」である。

次に、ノードグループ化部１１１は、図１６に示すように、優先サブキャリアの数Ｎ２が多い順に受信ノード２０１〜２１０を並び替える。そして、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、予め決められているグループ化閾値「５」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループを設定する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数がグループ化閾値（本例では「５」）以上であるか否かを受信ノード２毎に判定する（判定処理）。図１５に示すように、受信ノード２０４，２０５は、優先サブキャリアの数が「５」以上である。残りの受信ノード２０１〜２０３，２０６〜２１０は、優先サブキャリアの数が「５」未満である。ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２を優先サブキャリアの数がグループ化閾値未満である受信ノード２が属する送信グループとは異なる送信グループに分ける（分類処理）。本実施形態では、ノードグループ化部１１１は、２つの送信グループＧ１１，Ｇ１２を作成する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かによって、受信ノード２を２つの送信グループＧ１１,Ｇ１２に分ける。具体的には、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「５」以上である２つの受信ノード２０４，２０５は、送信グループＧ１１に設定される。一方、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「５」未満である８つの受信ノード２０１〜２０３，２０６〜２１０は、送信グループＧ１２に設定される。このように、受信ノード２０１〜２１０の各々における優先サブキャリアの数Ｎ２とグループ化閾値「５」とを比較することによって、送信グループＧ１１，Ｇ１２を作成する。

図１７は送信グループＧ１１を示しており、２つの受信ノード２０４，２０５が送信グループＧ１１に属している。図１８は送信グループＧ１２を示しており、８つの受信ノード２０１〜２０３，２０６〜２１０が送信グループＧ１２に属している。

そして、送信グループＧ１１，Ｇ１２の各々において、サブキャリア選択部１１２による上記共通サブキャリア、非共通サブキャリアの割り付け処理を行った後、送信部１２が、送信グループＧ１１、Ｇ１２の順で、一斉同報データを送信する。なお、この送信グループＧ１１、Ｇ１２の送信順序は、Ｇ１１→Ｇ１２、Ｇ１２→Ｇ１１のいずれであってもよい。

その結果、送信グループＧ１１に対しては、図１９に示す５本の共通サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を用いて、一斉同報データを送信する。

また、送信グループＧ１２に対しては、図２０に示す４つの非共通サブキャリア群Ｆ２１〜Ｆ２４を用いて、一斉同報データを送信する。非共通サブキャリア群Ｆ２１は、２つのサブキャリアｆ２，ｆ１６で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ２２は、２つのサブキャリアｆ６，ｆ１８で構成されている。非共通サブキャリア群Ｆ２３は、２つのサブキャリアｆ７，ｆ１４で構成され、非共通サブキャリア群Ｆ２４は、２つのサブキャリアｆ９，ｆ１２で構成されている。

そして、１本の共通サブキャリア、１つの非共通サブキャリア群の各データレートが１ビット／パケットであるとすると、送信グループＧ１１，Ｇ１２への一斉同報時の通信速度は以下のようになる。送信グループＧ１１に対しては、５本の共通サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を用いているので、キャリア数は「５」となり、データレートは５ビット／パケットになる。送信グループＧ１２に対しては、４つの非共通サブキャリア群Ｆ２１〜Ｆ２４を用いているので、キャリア数は「４」となり、データレートは４ビット／パケットになる。

全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間Ｔ２は、図９に示すように、送信グループＧ１１への送信時間Ｔ２１と送信グループＧ１２への送信時間Ｔ２２との和に、フレーム間ギャップＩｐを加算して表される。図９において、フレーム間ギャップＩｐは、送信時間Ｔ２１と送信時間Ｔ２２との間に設けられている。送信グループＧ１１への送信時間Ｔ２１は、ヘッダ送信時間Ｔｈと、本体送信時間Ｔｄ２１とで構成されている。送信グループＧ１２への送信時間Ｔ２２は、ヘッダ部Ｈｐの送信時間Ｔｈと、データ本体部Ｄｐの送信時間Ｔｄ２２とで構成されている。

例えば、送信ノード１０１が８００ビット（１００バイト）の一斉同報データを一斉同報する場合、送信グループＧ１１へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ１１に対するデータレートが５ビット／パケットであることから、１６０パケットになる。また、送信グループＧ１２へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ２に対するデータレートが４ビット／パケットであることから、２００パケットになる。すなわち、累積送信時間Ｔ２＝Ｔ２１＋Ｔ２２＋Ｔｉ＝Ｔｈ＋Ｔｄ２１［１６０パケット］＋Ｔｈ＋Ｔｄ２２［２００パケット］＋Ｔｉとなる。

以上述べたように、本実施形態の通信システムは、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調信号を用いた通信を行う複数のノードで構成される。複数のノードの各々は、データを送信する送信ノード１０１と、データを受信する受信ノード２との、少なくとも一方を構成する。送信ノード１０１は、受信ノード２の各々との間の伝送路の状態を示す伝送路状態情報Ｊ１を記憶した記憶部１４と、複数の受信ノード２に対して一斉同報データを一斉同報する場合、伝送路状態情報Ｊ１に基づいて、複数の受信ノード２を２つ以上の送信グループに分割するグループ化を行うノードグループ化部１１１と、送信グループ毎に、伝送路状態情報Ｊ１に基づいて、通信に用いる１または複数のサブキャリアを選択するサブキャリア選択部１１２と、送信グループ毎に選択されたサブキャリアを用いて、送信グループ毎に一斉同報データを送信し、この送信する一斉同報データに、送信先となる送信グループに関する送信グループ情報を付加する送信部１２とを備える。

換言すれば、本実施形態の通信システムは、複数の受信ノード２と、複数の受信ノード２に一斉同報データを送信する送信ノード１０１と、を備える。送信ノード１０１は、送信部１２と、記憶部１４と、ノードグループ化部１１１と、サブキャリア選択部１１２と、を備える。送信部１２は、予め用意された複数のサブキャリアの少なくとも１つを用いて複数の受信ノード２に前記一斉同報データを送信するように構成される。記憶部１４は、受信ノード２毎の伝送路の状態を示す伝送路状態情報Ｊ１を記憶するように構成される。ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１を参照し、伝送路の状態に関する分類基準に基づいて複数の受信ノード２を複数の送信グループに分けて、複数の送信グループで定義される送信グループセットを作成するグループ化処理を行うように構成される。サブキャリア選択部１１２は、伝送路状態情報Ｊ１を参照し、送信グループセットの送信グループ毎に、送信グループに属する受信ノード２に一斉同報データを送信するためのサブキャリアを複数のサブキャリアから選択するように構成される。送信部１２は、送信グループセットの複数の送信グループに順番に、サブキャリア選択部１１２で選択されたサブキャリアを用いて一斉同報データを送信するように構成される。

伝送路の状態は、サブキャリアが受信ノード２との通信に利用できる有効サブキャリアであるか否かをサブキャリア毎に示すように構成される。

また、本実施形態の通信システムでは、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１を参照して、送信ノード１０１が受信ノード２との間で通信を行うことができるサブキャリアを有効サブキャリアとして受信ノード２毎に設定し、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２との間で通信を行うことができるサブキャリアを優先サブキャリアとして設定し、複数の受信ノード２の各々に設定された有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数をグループ化閾値と比較することによって、複数の受信ノード２を２つ以上の送信グループに分割するグループ化を行う。

換言すれば、ノードグループ化部１１１は、グループ化処理では、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２における有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する選択処理と、受信ノード２の有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数を受信ノード２毎に算出する算出処理と、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを受信ノード２毎に判定する判定処理と、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２を優先サブキャリアの数がグループ化閾値未満である受信ノード２が属する送信グループとは異なる送信グループに分ける分類処理と、を行うように構成される。

また、本実施形態の通信システムでは、ノードグループ化部１１１は、グループ化閾値を、予め決められた値に固定する。すなわち、グループ化閾値は定数である。

また、本実施形態の通信システムでは、サブキャリア選択部１１２は、伝送路状態情報Ｊ１を参照して、各送信グループに属する全ての受信ノード２との間で通信可能なサブキャリアである共通サブキャリアと、各送信グループに属する全ての受信ノード２のうち一部との間で通信可能なサブキャリアである非共通サブキャリアを同時に複数用いることによって、各送信グループに属する全ての受信ノード２との間で通信可能になる複数の非共通サブキャリアで構成される非共通サブキャリア群とを、送信グループ毎に選択し、送信部１２は、送信グループ毎に選択された共通サブキャリアおよび非共通サブキャリア群を用いて、送信グループ毎に一斉同報データを送信する。

すなわち、サブキャリア選択部１１２は、送信グループセットの送信グループ毎に、複数のサブキャリアを共通サブキャリアと非共通サブキャリアとに分けるように構成される。共通サブキャリアは、送信グループに属する全ての受信ノード２に対して有効サブキャリアとなるサブキャリアである。非共通サブキャリアは、送信グループに属する受信ノード２の全てではなく少なくとも１つに対して有効サブキャリアとなるサブキャリアである。サブキャリア選択部１１２は、送信グループセットの送信グループ毎に、サブキャリアセットを作成するように構成される。サブキャリアセットは、共通サブキャリアと、非共通サブキャリアセットとの少なくとも一方を含む。非共通サブキャリアセットは、送信グループに属する受信ノード２の全てが一斉同報データを受信できるように組み合わされた複数の非共通サブキャリアで定義される。送信部１２は、送信グループセットの送信グループ毎に、サブキャリア選択部１１２で作成されたサブキャリアセットを用いて一斉同報データを送信するように構成される。

このように、本実施形態の通信システムは、一斉同報の送信先となる全ての受信ノード２０１〜２１０を、複数の送信グループに分割するグループ化を行い、送信グループ毎に一斉同報データを送信する。そして、受信ノード２０１〜２１０のグループ化を行うことによって、従来のように、送信先となる全ての受信ノード２０１〜２１０へ一括して一斉同報データを送信する場合に比べて、累積送信時間を短縮することが可能となる場合がある。すなわち、累積送信時間Ｔ２（図９参照）は、累積送信時間Ｔ１０１（図１０参照）に比べて短くなり、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて一斉同報を行う場合に、通信効率の向上を図ることができる。

また、上記送信グループを作成するグループ化の際、このグループ化に用いるグループ化閾値は「５」に固定されるので、グループ化処理を簡易に行うことができる。

なお、グループ化閾値は、受信ノード２０１〜２１０の各々における優先サブキャリアの数Ｎ２の最大値に設定してもよい。この場合、受信ノード２０１〜２１０の各々の伝送路状態の変化に応じて、グループ化閾値を固定でき、グループ化を適切に行うことができる。

（実施形態２）
本実施形態の通信システムは、実施形態１と同様の構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態においては、ノードグループ化部１１１が、送信グループを作成するグループ化を行う際に、グループ化閾値を切り替えることによって、複数回のグループ化を行う。

すなわち、本実施形態のノードグループ化部１１１は、選択処理と算出処理とを行った後に、判定処理と分類処理のセットを異なるグループ化閾値で複数回実行する。これによって、ノードグループ化部１１１は、分類基準（グループ分けの条件）が異なる複数の送信グループセットを作成する。

まず、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１（図３参照）に基づいて、有効サブキャリアの数Ｎ１の算出、優先サブキャリアの設定、優先サブキャリアの数Ｎ２の算出、サブキャリアのソート、受信ノード２０１〜２１０の並び替えを行う。そして、伝送路状態情報Ｊ１から、図２１に示すデータを得る。

次に、ノードグループ化部１１１は、図２１において、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値と比較し、この比較結果に基づいて送信グループを設定する。本実施形態において、ノードグループ化部１１１は、複数のグループ化閾値の各々を用いて、送信グループを作成するグループ化を複数パターン行う。そして、複数パターンのグループ化のうち、通信速度が最も速いグループ化のパターンを採用する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、分類基準（本実施形態の場合、グループ化閾値）が異なる複数のグループ化処理を行って複数の送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。ここで、所定の条件は、累積送信時間が最も短いことである。累積送信時間は、複数の受信ノード２のすべてに一斉同報データを送信するために必要な時間である。

例えば、ノードグループ化部１１１は、図２２に示すように、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「５」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループＧ２１，Ｇ２２を設定する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「５」以上である受信ノード２を送信グループＧ２１に、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「５」未満である受信ノード２を送信グループＧ２２に、分ける。このようにして、ノードグループ化部１１１は、２つの送信グループＧ２１，Ｇ２２で定義される送信グループセットＧ２０を作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図２３に示すように、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「３」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループＧ３１，Ｇ３２を設定する。このようにして、ノードグループ化部１１１は、２つの送信グループＧ３１，Ｇ３２で定義される送信グループセットＧ３０を作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図２４に示すように、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「２」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループＧ４１，Ｇ４２を設定する。このようにして、ノードグループ化部１１１は、２つの送信グループＧ４１，Ｇ４２で定義される送信グループセットＧ４０を作成する。

そして、送信時間算出部１１４は、上記グループ化閾値「５」「４」「３」を用いて行った３パターンのグループ化（送信グループセットＧ２０，Ｇ３０，Ｇ４０）に対して、全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間を算出する。すなわち、送信時間算出部１１４は、送信グループセット毎に、累積送信時間を算出するように構成される。そして、ノードグループ化部１１１は、通信速度が最も速い（累積送信時間が最も短い）グループ化のパターンを採用する。

グループ化のパターンは、上記のように１つのグループ化閾値を用いて、受信ノード２０１〜２１０を２つの送信グループに分割する以外に、複数のグループ化閾値を用いて、受信ノード２０１〜２１０を３つ以上の送信グループに分割する方法もある。すなわち、ノードグループ化部１１１は、分類処理では、優先サブキャリアの数がグループ化範囲内である受信ノードを優先サブキャリアの数がグループ化範囲外である受信ノードが属する送信グループとは異なる送信グループに分けるように構成されていてもよい。下記の例では、２つのグループ化閾値「３」「２」を用いて、３つのグループ化範囲が設定されている。第１のグループ化範囲はグループ化閾値が「３」以上と定義され、第２のグループ化範囲はグループ化閾値が「３」未満「２」以上と定義され、第３のグループ化範囲はグループ化閾値が「２」未満と定義される。

例えば、ノードグループ化部１１１は、図２５に示すように、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、２つのグループ化閾値「３」「２」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループＧ５１，Ｇ５２，Ｇ５３を設定する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「３」以上である受信ノード２を送信グループＧ５１に、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「３」未満「２」以上である受信ノード２を送信グループＧ５２に、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値「２」未満である受信ノード２を送信グループＧ５３に、分ける。このようにして、ノードグループ化部１１１は、３つの送信グループＧ５１，Ｇ５２，Ｇ５３で定義される送信グループセットＧ５０を作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図２６に示すように、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、２つのグループ化閾値「５」「３」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループＧ６１，Ｇ６２，Ｇ６３を設定する。このようにして、ノードグループ化部１１１は、３つの送信グループＧ６１，Ｇ６２，Ｇ６３で定義される送信グループセットＧ６０を作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図２７に示すように、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、３つのグループ化閾値「５」「３」「２」と比較し、この比較結果に基づいて送信グループＧ７１〜Ｇ７４を設定する。このようにして、ノードグループ化部１１１は、３つの送信グループＧ７１，Ｇ７２，Ｇ７３で定義される送信グループセットＧ７０を作成する。

そして、送信時間算出部１１４は、上記複数のグループ化閾値を用いて行った３パターンのグループ化（送信グループセットＧ５０，Ｇ６０，Ｇ７０）に対して、全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間を算出する。そして、ノードグループ化部１１１は、通信速度が最も速い（累積送信時間が最も短い）グループ化のパターンを採用する。

また、ノードグループ化部１１１は、図２２〜２４、図２５〜２７の合計６パターンのグループ化（送信グループセットＧ２０、ｇ３０，Ｇ４０，Ｇ５０，Ｇ６０，Ｇ７０）のうち、通信速度が最も速い（累積送信時間が最も短い）グループ化のパターンを採用してもよい。

例えば、ノードグループ化部１１１が、図４，５に示す送信グループＧ１，Ｇ２（送信グループＧ１，Ｇ２で定義される第１送信グループセット）を形成する第１のグループ化と、図１７，１８に示す送信グループＧ１１，Ｇ１２（送信グループＧ１１，Ｇ１２で定義される第２送信グループセット）を形成する第２のグループ化とを行ったとする。

送信グループＧ１，Ｇ２を形成する第１のグループ化（第１送信グループセット）の場合、一斉同報時の通信速度は図８に示すように、累積送信時間Ｔ１＝Ｔ１１＋Ｔ１２＋Ｔｉ＝Ｔｈ＋Ｔｄ１１［１６０パケット］＋Ｔｈ＋Ｔｄ１２［１３４パケット］＋Ｔｉとなる。

送信グループＧ１１，Ｇ１２を形成する第２のグループ化（第２送信グループセット）の場合、一斉同報時の通信速度は図９に示すように、累積送信時間Ｔ２＝Ｔ２１＋Ｔ２２＋Ｔｉ＝Ｔｈ＋Ｔｄ２１［１６０パケット］＋Ｔｈ＋Ｔｄ２２［２００パケット］＋Ｔｉとなる。

そして、ノードグループ化部１１１は、送信グループＧ１，Ｇ２を形成する第１のグループ化の累積送信時間Ｔ１と、送信グループＧ１１，Ｇ１２を形成する第２のグループ化の累積送信時間Ｔ２とを比較し、送信時間がより短いグループ化を採用する。この場合、累積送信時間Ｔ１が累積送信時間Ｔ２に比べて短いので、ノードグループ化部１１１は、送信グループＧ１，Ｇ２を形成する第１のグループ化を採用する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、第１送信グループセットを選択する。

以上述べたように、本実施形態の通信システムでは、ノードグループ化部１１１は、グループ化を複数回行い、グループ化毎に設定されたグループ化閾値を用いる。

換言すれば、ノードグループ化部１１１は、グループ化閾値が異なる複数のグループ化処理を行って複数の送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。

また、本実施形態の通信システムでは、送信ノード１０１は、データの送信に要する送信時間を算出する送信時間算出部１１４を備える。ノードグループ化部１１１は、グループ化を複数回行う。送信時間算出部１１４は、複数回行ったグループ化の各々において、送信グループ毎の一斉同報データの送信時間の和である累積送信時間を算出する。ノードグループ化部１１１は、複数回行ったグループ化のうち、一斉同報データの累積送信時間が最も短いグループ化を採用する。

換言すれば、送信ノード１０１は、送信時間算出部１１４を備える。ノードグループ化部１１１は、分類基準が異なる複数のグループ化処理を行って複数の送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。送信時間算出部１１４は、送信グループセット毎に、複数の受信ノード２のすべてに一斉同報データを送信するために必要な累積送信時間を算出するように構成される。所定の条件は、累積送信時間が最も短いことである。

特に、本実施形態の通信システムでは、送信ノード１０１は、データの送信に要する送信時間を算出する送信時間算出部１１４を備える。ノードグループ化部１１１は、グループ化を複数回行う。送信時間算出部１１４は、複数回行ったグループ化の各々に対して、送信グループ毎に選択された共通サブキャリアの数と非共通サブキャリア群の数との和であるキャリア数を算出し、この算出したキャリア数に基づいて一斉同報データの送信時間を送信グループ毎に算出し、送信グループ毎の送信時間の和である累積送信時間を算出する。ノードグループ化部１１１は、複数回行ったグループ化のうち、累積送信時間が最も短いグループ化を採用する。

換言すれば、送信ノード１０１は、送信時間算出部１１４を備える。ノードグループ化部１１１は、分類基準が異なる複数のグループ化処理を行って複数の送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。サブキャリア選択部１１２は、ノードグループ化部１１１で作成された送信グループセットのそれぞれに関し、送信グループ毎にサブキャリアセットを作成するように構成される。送信時間算出部１１４は、送信グループ毎にサブキャリアセットにおける共通サブキャリアと非共通サブキャリアセットの数の和を示すキャリア数を算出し、キャリア数に基づいて送信グループセット毎に累積送信時間を算出するように構成される。累積送信時間は、複数の受信ノード２のすべてに一斉同報データを送信するために必要な時間である。所定の条件は、累積送信時間が最も短いことである。

また、本実施形態の通信システムでは、送信時間算出部１１４は、送信グループ毎の送信時間の和に、一斉同報データの送信先となる送信グループを切り替える際に必要なインターバル期間を加算した累積送信時間を算出する。

つまり、送信部１２は、送信グループに一斉同報データを送信してから所定のインターバル期間が経過した後に次の送信グループに一斉同報データを送信するように構成される。そして、送信時間算出部１１４は、送信グループに属する受信ノード２のすべてに一斉同報データを送信するために必要な送信時間を送信グループセットの送信グループ毎に算出し、送信グループセットの複数の送信グループそれぞれの送信時間の和にインターバル期間の合計を加算して、送信グループセットの累積送信時間を算出するように構成される。なお、送信グループセットが２つの送信グループを含む場合、インターバル期間の合計は、単一のインターバル期間に等しい。

このように本実施形態では、ノードグループ化部１１１が、送信グループを作成するグループ化を行う際にグループ化閾値を切り替えることによって、複数回のグループ化を行う。そして、複数パターンのグループ化に対して、全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間を算出する。そして、通信速度が最も速い（累積送信時間が最も短い）グループ化のパターンを採用する。

したがって、一斉同報時の累積送信時間がより短くなる最適なグループ化を採用することによって、一斉同報時の通信速度がより速くなり、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて一斉同報を行う場合に、通信効率の向上を図ることができる。

なお、本実施形態における上記グループ化閾値によるグループ化は一例であり、上記以外のグループ化閾値を用いたグループ化を行ってもよい。

（実施形態３）
本実施形態の通信システムは、実施形態１または２と同様の構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態においては、ノードグループ化部１１１が、送信グループを作成するグループ化を行う際に、複数のグループ化閾値を用いて、受信ノード２０１〜２１０を３つ以上の送信グループに分割する処理について、詳述する。

ノードグループ化部１１１は、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２における有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する選択処理と、受信ノード２の有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数を受信ノード２毎に算出する算出処理と、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを受信ノード２毎に判定する判定処理と、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２を優先サブキャリアの数がグループ化閾値未満である受信ノード２が属する送信グループとは異なる送信グループに分ける分類処理と、を行う。さらに、ノードグループ化部１１１は、分類処理において、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２を同一の送信グループに分けるように構成される。さらに、ノードグループ化部１１１は、分類処理の後に、優先サブキャリアの数がグループ化閾値未満である受信ノード２に関して、選択処理と算出処理とを行い、その後に、前回の判定処理におけるグループ化閾値よりも小さいグループ化閾値を用いて判定処理を行うように構成される。

すなわち、本実施形態のノードグループ化部１１１は、選択処理と算出処理と判定処理と分類処理とで定義される分割処理を複数回行うことで、３以上の送信グループで定義される送信グループセットを作成するように構成される。

以下に、ノードグループ化部１１１が、分割処理を３回行う例を示す。

まず、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１（図３参照）に基づいて、有効サブキャリアの数Ｎ１の算出、優先サブキャリアの設定、優先サブキャリアの数Ｎ２の算出、サブキャリアのソート、受信ノード２０１〜２１０の並び替えを行う。そして、伝送路状態情報Ｊ１から、図２８に示すデータを得る。なお、図２８に示すデータは、図２１に示すデータから、優先サブキャリアの数Ｎ２が同数の受信ノード２を、有効サブキャリアの数Ｎ１が少ない順に並び替えたものである。

そして、ノードグループ化部１１１は、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「５」と比較し、この比較結果に基づいて、送信グループＧ８１（受信ノード２０４，２０５）を設定する。送信グループＧ８１に対しては、図２９に示すように、５本の共通サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を用いて、一斉同報データを送信している。

すなわち、ノードグループ化部１１１は、全ての受信ノード２（２０１〜２１０）に関して１回目の分割処理を行う。１回目の分割処理における判定処理のグループ化閾値は「５」であり、分類処理では、優先サブキャリアの数が「５」以上の送信グループ（第１送信グループ）Ｇ８１と、優先サブキャリアの数が「５」未満の送信グループ（第２送信グループ）とが作成される。１回目の分割処理で作成された第１送信グループＧ８１は２つの受信ノード２０４，２０５を含み、１回目の分割処理で作成された第２送信グループは８つの受信ノード２０１〜２０３，２０６〜２１０を含む。

次に、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１（図３参照）から、送信グループＧ８１に設定済の受信ノード２０４，２０５の情報を削除した伝送路状態情報Ｊ１１を作成する（図３０参照）。そして、この伝送路状態情報Ｊ１１に対して、有効サブキャリアの数Ｎ１の算出、優先サブキャリアの設定、優先サブキャリアの数Ｎ２の算出、サブキャリアのソート、受信ノード２０１〜２０３、２０６〜２１０の並び替えを行う。図３１は、その実行結果を示す。

そして、ノードグループ化部１１１は、受信ノード２０１〜２０３、２０６〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「４」と比較し、この比較結果に基づいて、送信グループＧ８２（受信ノード２０２，２０６，２０９，２１０）を設定する。送信グループＧ８２に対しては、図３２に示すように、２本の共通サブキャリアｆ７，ｆ１６と、４つの非共通サブキャリア群Ｆ３１〜Ｆ３４とを用いて、一斉同報データを送信している。

ノードグループ化部１１１は、２回目以上の分割処理は、前回の分割処理で作成された第２送信グループに関して行う。よって、ノードグループ化部１１１は、２回目の分割処理を、１回目の分割処理で作成された第２送信グループ（８つの受信ノード２０１〜２０３、２０６〜２１０）に関して行う。２回目の分割処理における判定処理のグループ化閾値は「４」であり、分類処理では、優先サブキャリアの数が「４」以上の送信グループ（第１送信グループ）Ｇ８２と、優先サブキャリアの数が「４」未満の送信グループ（第２送信グループ）とが作成される。２回目の分割処理で作成された第１送信グループＧ８２は４つの受信ノード２０２，２０６，２０９，２１０を含み、２回目の分割処理で作成された第２送信グループは４つの受信ノード２０１，２０３，２０７，２０８を含む。

次に、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１１（図３０参照）から、送信グループＧ８２に設定済の受信ノード２０２，２０６，２０９，２１０の情報を削除した伝送路状態情報Ｊ１２を作成する（図３３参照）。そして、この伝送路状態情報Ｊ１２に対して、有効サブキャリアの数Ｎ１の算出、優先サブキャリアの設定、優先サブキャリアの数Ｎ２の算出、サブキャリアのソート、受信ノード２０１，２０３，２０７，２０８の並び替えを行う。図３４は、その実行結果を示す。

そして、ノードグループ化部１１１は、受信ノード２０１，２０３，２０７，２０８の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「２」と比較し、この比較結果に基づいて、送信グループＧ８３（受信ノード２０１，２０３，２０７，２０８）を設定する。送信グループＧ８３に対しては、図３５に示すように、７つの非共通サブキャリア群Ｆ４１〜Ｆ４７を用いて、一斉同報データを送信している。

ノードグループ化部１１１は、２回目以上の分割処理は、前回の分割処理で作成された第２送信グループに関して行う。よって、ノードグループ化部１１１は、３回目の分割処理を、２回目の分割処理で作成された第２送信グループ（４つの受信ノード２０１，２０３，２０７，２０８）に関して行う。３回目の分割処理における判定処理のグループ化閾値は「２」であり、分類処理では、優先サブキャリアの数が「２」以上の送信グループ（第１送信グループ）Ｇ８３と、優先サブキャリアの数が「２」未満の送信グループ（第２送信グループ）とが作成される。３回目の分割処理で作成された第１送信グループＧ８３は４つの受信ノード２０１，２０３，２０７，２０８を含み、３回目の分割処理で作成された第２送信グループは受信ノード２を含んでいない。結果として、３回目の分類処理では第２送信グループは作成されない。

このようにして、ノードグループ化部１１１は、３つの送信グループＧ８１，Ｇ８２，Ｇ８３を含む送信グループセットを作成する。

そして、１本の共通サブキャリア、１つの非共通サブキャリア群の各データレートが１ビット／パケットであるとすると、送信グループＧ８１〜Ｇ８３への一斉同報時の通信速度は以下のようになる。送信グループＧ８１に対しては、５本の共通サブキャリアｆ４，ｆ８，ｆ１０，ｆ１２，ｆ１３を用いているので、キャリア数は「５」となり、データレートは５ビット／パケットになる。送信グループＧ８２に対しては、２本の共通サブキャリアｆ７，ｆ１６と、４つの非共通サブキャリア群Ｆ３１〜Ｆ３４とを用いているので、キャリア数は「６」となり、データレートは６ビット／パケットになる。送信グループＧ８３に対しては、７つの非共通サブキャリア群Ｆ４１〜Ｆ４７を用いているので、キャリア数は「７」となり、データレートは７ビット／パケットになる。

全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間Ｔ３は、図３６に示すように、送信グループＧ８１への送信時間Ｔ３１と送信グループＧ８２への送信時間Ｔ３２と送信グループＧ８３への送信時間Ｔ３３との和に、フレーム間ギャップＩｐを加算して表される。図３６において、フレーム間ギャップＩｐは、送信時間Ｔ３１と送信時間Ｔ３２との間、送信時間Ｔ３２と送信時間Ｔ３３との間に設けられている。送信グループＧ８１への送信時間Ｔ３１は、ヘッダ送信時間Ｔｈと、本体送信時間Ｔｄ３１とで構成されている。送信グループＧ８２への送信時間Ｔ３２は、ヘッダ送信時間Ｔｈと、本体送信時間Ｔｄ３２とで構成されている。送信グループＧ８３への送信時間Ｔ３３は、ヘッダ送信時間Ｔｈと、本体送信時間Ｔｄ３３とで構成されている。

例えば、送信ノード１０１が８００ビット（１００バイト）のデータを一斉同報する場合、送信グループＧ８１へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ８１に対するデータレートが５ビット／パケットであることから、１６０パケットになる。また、送信グループＧ８２へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ８２に対するデータレートが６ビット／パケットであることから、１３４パケットになる。また、送信グループＧ８３へ送信されるデータ本体部Ｄｐは、送信グループＧ８３に対するデータレートが７ビット／パケットであることから、１１５パケットになる。すなわち、累積送信時間Ｔ３＝Ｔ３１＋Ｔ３２＋Ｔ３３＋２・Ｔｉ＝Ｔｈ＋Ｔｄ３１［１６０パケット］＋Ｔｈ＋Ｔｄ３２［１３４パケット］＋Ｔｈ＋Ｔｄ３３［１１５パケット］＋２・Ｔｉとなる。

以上述べたように、本実施形態の通信システムでは、ノードグループ化部１１１は、複数の受信ノード２のうち、有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上となる受信ノード２を同一の送信グループに設定するグループ化を行い、同一の送信グループに属さない残りの複数の受信ノード２に対してもグループ化を１回以上繰り返す。

換言すれば、本実施形態では、ノードグループ化部１１１は、選択処理と算出処理と判定処理と分類処理とで定義される分割処理を複数回行うことで、３以上の送信グループで定義される送信グループセットを作成するように構成される。ノードグループ化部１１１は、分類処理において、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である第１送信グループと、優先サブキャリアの数がグループ化閾値未満である第２送信グループとを作成するように構成される。ノードグループ化部１１１は、全ての受信ノード２に関して１回目の分割処理を行い、２回目以降の分割処理は前回の分割処理で作成された第２送信グループに関して行うように構成される。

このように、本実施形態では、ノードグループ化部１１１が、送信グループを作成するグループ化を行う際に、送信グループＧ８１〜Ｇ８３の各々を作成するために、グループ化毎のグループ化閾値を用いて、受信ノード２０１〜２１０を３つ以上の送信グループに分割する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、受信ノード２０１〜２１０のうち、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値以上となる受信ノード２を同一の送信グループに設定するグループ化を行う。さらに、同一の送信グループに属さない残りの複数の受信ノード２に対してもグループ化を１回以上繰り返す。

したがって、一斉同報の送信先となる受信ノード２０１〜２１０を３つ以上の送信グループに分割して、一斉同報時の累積送信時間がより短くなる最適なグループ化を採用することができる。すなわち、一斉同報時の通信速度がより速くなり、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて一斉同報を行う場合に、通信効率の向上を図ることができる。

（実施形態４）
本実施形態の通信システムは、実施形態１乃至３いずれかと同様の構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態においては、送信グループを作成するグループ化において、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値以上で互いに等しい受信ノード２を境界受信ノード２と称す。例えば、グループ化閾値「３」の場合に、優先サブキャリアの数Ｎ２＝「３」の受信ノード２が複数ある場合、これらの受信ノード２は境界受信ノード２となる。さらに、グループ化閾値「３」の場合に、優先サブキャリアの数Ｎ２＝「３」の境界受信ノード２がない場合、優先サブキャリアの数Ｎ２が「３」より多い受信ノード２のうち、優先サブキャリアの数Ｎ２が最小である複数の受信ノード２を境界受信ノード２とする。例えば、優先サブキャリアの数Ｎ２＝「４」の受信ノード２が複数ある場合、これらの受信ノード２を境界受信ノード２とする。すなわち、優先サブキャリアの数Ｎ２がグループ化閾値以上の受信ノード２において、優先サブキャリアの数Ｎ２が互いに異なる複数の境界受信ノード候補がある場合、優先サブキャリアの数Ｎ２が最小である境界受信ノード候補を選択する。

そして、上記のように選択された境界受信ノード２から１つ以上を順次組み合わせて同一の送信グループに設定することによって、グループ化を複数回行うことを特徴とする。

すなわち、本実施形態における分類処理では、ノードグループ化部１１１は、境界受信ノードが複数存在するか否かを判定し、境界受信ノードが複数存在すると判定した場合、複数の境界受信ノードと境界受信ノードよりも優先サブキャリアの数が多い受信ノード２との組み合わせによって複数の送信グループセットを作成する。境界受信ノードは、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２において優先サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２と定義される。

以下、本実施形態のグループ化処理について、図３７〜４０を用いて詳述する。

まず、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１（図３参照）に基づいて、有効サブキャリアの数Ｎ１の算出、優先サブキャリアの設定、優先サブキャリアの数Ｎ２の算出、サブキャリアのソート、受信ノード２０１〜２１０の並び替えを行う。そして、伝送路状態情報Ｊ１から、図２１に示すデータを得る。

そして、ノードグループ化部１１１は、受信ノード２０１〜２１０の各々の優先サブキャリアの数Ｎ２を、グループ化閾値「３」と比較し、優先サブキャリアの数Ｎ２が「３」以上の受信ノード２を送信グループＧ９１に設定する。

ここで、境界受信ノード２として、優先サブキャリアの数Ｎ２＝３の受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０（以降、境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０と称す）がある。そこで、ノードグループ化部１１１は、境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０を順次組み合わせて、送信グループＧ９１に設定する。

まず、ノードグループ化部１１１は、図３７に示すように、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、境界受信ノード２０１のみを送信グループＧ９１ａに設定する。なお、残りの境界受信ノード２０７，２０８，２１０は、他の送信グループに設定される。例えば、ノードグループ化部１１１は、３つの受信ノード２０１，２０４，２０５を含む送信グループＧ９１ａと、７つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０７,２０８，２０９，２１０を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図３８に示すように、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、境界受信ノード２０１，２０７のみを送信グループＧ９１ｂに設定する。なお、残りの境界受信ノード２０８，２１０は、他の送信グループに設定される。例えば、ノードグループ化部１１１は、４つの受信ノード２０１，２０４，２０５，２０７を含む送信グループＧ９１ｂと、６つの受信ノード２０２，２０３，２０６,２０８，２０９，２１０を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図３９に示すように、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、境界受信ノード２０１，２０７，２０８のみを送信グループＧ９１ｃに設定する。なお、残りの境界受信ノード２１０は、他の送信グループに設定される。例えば、ノードグループ化部１１１は、５つの受信ノード２０１，２０４，２０５，２０７，２０８を含む送信グループＧ９１ｃと、５つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０９，２１０を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成する。

次に、ノードグループ化部１１１は、図４０に示すように、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、全ての境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０を送信グループＧ９１ｄに設定する。例えば、ノードグループ化部１１１は、６つの受信ノード２０１，２０４，２０５，２０７，２０８，２１０を含む送信グループＧ９１ｄと、４つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０９を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成する。

なお、境界受信ノードは、グループ化閾値が「３」未満である受信ノード２とは別の送信グループにしてもよい。

例えば、図３７に示す例では、ノードグループ化部１１１は、３つの受信ノード２０１，２０４，２０５を含む送信グループＧ９１ａと、残りの３つの境界受信ノード２０７，２０８，２１０を含む送信グループと、グループ化閾値が「３」未満である４つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０９を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成してもよい。

また、図３８に示す例では、ノードグループ化部１１１は、４つの受信ノード２０１，２０４，２０５，２０７を含む送信グループＧ９１ｂと、残りの２つの境界受信ノード２０８，２１０を含む送信グループと、グループ化閾値が「３」未満である４つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０９を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成してもよい。

また、図３９に示す例では、ノードグループ化部１１１は、５つの受信ノード２０１，２０４，２０５，２０７，２０８を含む送信グループＧ９１ｂと、残りの１つの境界受信ノード２１０を含む送信グループと、グループ化閾値が「３」未満である４つの受信ノード２０２，２０３，２０６，２０９を含む送信グループとで定義される送信グループセットを作成してもよい。

そして、ノードグループ化部１１１は、上記図３７〜４０の４パターンを用いたグループ化のうち、全ての受信ノード２０１〜２１０への一斉同報に要する累積送信時間が最も短いグループ化のパターンを採用する。すなわち、ノードグループ化部１１１は、上述の４つの送信グループセットから累積送信時間が最も短い送信グループセットを選択する。

以上述べたように本実施形態の通信システムでは、ノードグループ化部１１１は、複数の受信ノード２のうち、有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上となる受信ノード２を同一の送信グループに設定するグループ化を行い、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上となる受信ノード２において、優先サブキャリアの数が互いに等しい複数の受信ノード２である境界受信ノードが存在する場合、同一の送信グループに設定する境界受信ノードとして、複数の境界受信ノードから１つ以上を順次組み合わせることによって、グループ化を複数回行う。

換言すれば、本実施形態では、ノードグループ化部１１１は、グループ化処理では、有効サブキャリアの数が最も少ない受信ノード２における有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する選択処理と、受信ノード２の有効サブキャリアに含まれる優先サブキャリアの数を受信ノード２毎に算出する算出処理と、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを受信ノード２毎に判定する判定処理と、優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上である受信ノード２において優先サブキャリアの数が最も少ない受信ノードと定義される境界受信ノードが複数存在するか否かを判定し、境界受信ノードが複数存在すると判定した場合、複数の境界受信ノードと境界受信ノードよりも優先サブキャリアの数が多い受信ノードとの組み合わせによって複数の送信グループセットを作成する分類処理と、を行うように構成される。

このように、本実施形態では、ノードグループ化部１１１が、送信グループを作成するグループ化を行う際に、複数の境界受信ノード２から１つ以上を順次組み合わせて送信グループに設定することによって、グループ化を複数回行っている。

したがって、複数回のグループ化から、一斉同報時の累積送信時間がより短くなる最適なグループ化を採用することができる。すなわち、一斉同報時の通信速度がより速くなり、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア変調方式を用いて一斉同報を行う場合に、通信効率の向上を図ることができる。

また、前記ノードグループ化部は、複数の前記境界受信ノードのうち、前記有効サブキャリアの数が少ない前記境界受信ノードを優先して前記同一の送信グループに設定するグループ化を行うようにしてもよい。

換言すれば、ノードグループ化部１１１は、分類処理では、複数の境界受信ノードのうち有効サブキャリアの数が少ない境界受信ノードを優先して境界受信ノードよりも優先サブキャリアの数が多い受信ノードと同じ送信グループに分けるように構成されていてもよい。

また、図４１に示すデータから、境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０を、その有効サブキャリアの数Ｎ１が少ない順に並べ替えた図４２に示すデータを用いてもよい。

この場合、ノードグループ化部１１１は、複数の境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０のうち、有効サブキャリアの数Ｎ１が少ない境界受信ノードを優先して送信グループＧ９１に設定するグループ化を行う。

具体的には、まず、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、有効サブキャリアの数Ｎ１が最も少ない境界受信ノード２０１のみを同一の送信グループに設定する。なお、有効サブキャリアの数Ｎ１と優先サブキャリアの数Ｎ２との両方が互いに等しい境界受信ノードが複数存在する場合、境界受信ノードに付与された識別番号が小さい順にグループ化を行う。

次に、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、有効サブキャリアの数Ｎ１が少ない２つの境界受信ノード２０１，２１０のみを同一の送信グループに設定する。

次に、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、有効サブキャリアの数Ｎ１が少ない３つの境界受信ノード２０１，２１０，２０７のみを同一の送信グループに設定する。

次に、ノードグループ化部１１１は、優先サブキャリアの数Ｎ２が「５」である受信ノード２０４，２０５に加えて、全ての境界受信ノード２０１，２１０，２０７，２０８を同一の送信グループに設定する。

このように、複数の境界受信ノード２のうち、有効サブキャリアの数Ｎ１が少ない境界受信ノード２を優先して送信グループに設定するグループ化を行ってもよい。

また、複数の境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０の組み合わせは、上記の各パターンに限定されない。例えば、境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０からいずれか１つを送信グループＧ９１に設定してもよい。さらに、境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０からいずれか２つを送信グループＧ９１に設定してもよい。さらに、境界受信ノード２０１，２０７，２０８，２１０からいずれか３つを送信グループＧ９１に設定してもよい。

また、本実施形態では、グループ化閾値「３」に対して、優先サブキャリアの数Ｎ２＝３である境界受信ノード２を例にして説明した。しかし、優先サブキャリアの数Ｎ２＝「３」の境界受信ノード２がない場合、優先サブキャリアの数Ｎ２が「３」より多い受信ノードを境界受信ノード２としてもよい。

（実施形態５）
本実施形態の通信システムは、実施形態１乃至４いずれかと同様の構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

上記各実施形態において、ノードグループ化部１１１による送信グループのグループ化、サブキャリア選択部１１２による共通サブキャリアおよび非共通サブキャリアの割り付けは、一斉同報データの送信前に、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの変調方式毎に行われる。そして、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのうち、最も通信速度の速い変調方式によるグループ化、共通サブキャリアおよび非共通サブキャリアの割り付けが採用される。さらに、変調方式選択部１１３は、この最も通信速度の速い変調方式を送信部１２に設定する。

以下、変調方式選択部１１３による変調方式の選択処理について、図４３を用いて説明する。

図４３は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの変調方式毎に、送信時間算出部１１４による通信速度の算出結果を格納したデータテーブルＤＴ１である。このデータテーブルＤＴ１は、各変調方式に対応して、送信グループ数、１グループ当たりの送信データのビット数、１パケット当たりの送信データ量（ビット／パケット）、データ送信に必要なパケット数（パケット）の各データが格納されている。

ここで、１パケット当たりの送信データ量は、送信グループ数と１グループ当たりの送信データのビット数との積で求められる。そして、データ送信に必要なパケット数は、送信データの総ビット数を、１パケット当たりの送信データ量で除した値となる。なお、データテーブルＤＴ１では、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの変調方式毎に、データ送信に必要なパケット数を「Ｘ５」「Ｘ４」「Ｘ３」「Ｘ２」「Ｘ１」で表す。

そして、変調方式選択部１１３は、変調方式毎に、各送信グループにおけるデータ本体部Ｄｐの本体送信時間Ｔｄを、データ送信に必要なパケット数に応じて算出する。次に、この本体送信時間Ｔｄに、必要なヘッダ部Ｈｐのヘッダ送信時間Ｔｈを加算して、送信グループ毎の送信時間を算出し、この送信グループ毎の送信時間にギャップ時間Ｔｉを加算して累積送信時間を算出する。そして、算出した累積送信時間が最も短くなる変調方式、送信グループのグループ化、共通サブキャリアおよび非共通サブキャリアの割り付けの組み合わせを選択して、送信部１２に設定する。

以上述べたように、本実施形態の通信システムでは、送信ノード１０１は、データの送信に要する送信時間を算出する送信時間算出部１１４と、送信部１２に複数の変調方式からいずれか１つを切替自在に設定する変調方式選択部１１３とを備え、送信部１２は、変調方式選択部１１３によって設定された変調方式を用いてデータを送信し、記憶部１４は、変調方式の各々を用いた場合の伝送路状態情報Ｊ１を記憶し、ノードグループ化部１１１は、伝送路状態情報Ｊ１を参照して、変調方式毎にグループ化を１または複数回行い、送信時間算出部１１４は、変調方式毎に行ったグループ化の各々において、送信グループ毎の一斉同報データの送信時間の和である累積送信時間を算出し、変調方式選択部１１３とノードグループ化部１１４とは、変調方式とグループ化との組み合わせのうち、累積送信時間が最も短い組み合わせを採用する。

特に、本実施形態の通信システムでは、サブキャリア選択部１１２は、変調方式毎に１または複数回行ったグループ化の各々に対して、伝送路状態情報を参照して、送信グループ毎に、通信に用いる共通サブキャリアの数および非共通サブキャリア群を選択し、送信時間算出部１１４は、変調方式毎に行ったグループ化の各々に対して、送信グループ毎に選択された共通サブキャリアの数と非共通サブキャリア群の数との和であるキャリア数を算出し、この算出したキャリア数に基づいて一斉同報データの送信時間を送信グループ毎に算出し、送信グループ毎の送信時間の和である累積送信時間を算出する。

換言すれば、送信ノード２は、送信時間算出部１１４と、変調方式選択部１１３と、を備える。送信部１２は、複数の変調方式から選択される１つを用いて一斉同報データの送信を行うように構成される。記憶部１４は、変調方式毎に伝送路状態情報を記憶するように構成される。ノードグループ化部１１１は、変調方式毎に分類基準が異なる複数のグループ化処理を行って複数の送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される。送信時間算出部１１４は、送信グループセット毎に、複数の受信ノード２のすべてに一斉同報データを送信するために必要な累積送信時間を算出するように構成される。所定の条件は、累積送信時間が最も短いことである。変調方式選択部１１３は、ノードグループ化部１１１で選択された送信グループセットに対応する変調方式を選択するように構成される。送信部１２は、変調方式選択部１１３で選択された変調方式を用いて一斉同報データの送信を行うように構成される。

特に、サブキャリア選択部１１２は、ノードグループ化部１１１で作成された複数の送信グループセットの送信グループ毎に、サブキャリアセットを作成するように構成される。送信時間算出部１１４は、送信グループセットの送信グループ毎にサブキャリアセットにおける共通サブキャリアと非共通サブキャリアセットの数の和を示すキャリア数を算出し、キャリア数に基づいて送信グループセット毎に累積送信時間を算出するように構成される。

また、本実施形態の通信システムでは、送信時間算出部１１４は、送信グループ毎の送信時間の和に、一斉同報データの送信先となる送信グループを切り替える際に必要なインターバル期間を加算した累積送信時間を算出する。

すなわち、送信部１２は、送信グループに一斉同報データを送信してから所定のインターバル期間が経過した後に次の送信グループに一斉同報データを送信するように構成される。送信時間算出部１１４は、送信グループに属する受信ノード２のすべてに一斉同報データを送信するために必要な送信時間を送信グループセットの送信グループ毎に算出し、送信グループセットの複数の送信グループそれぞれの送信時間の和にインターバル期間の合計を加算して、送信グループセットの累積送信時間を算出するように構成される。

したがって、累積送信時間が最も短くなる変調方式を組み合わせることによって、一斉同報時の通信速度がより速くなる。

Claims (15)

1. 複数の受信ノードと、
   前記複数の受信ノードに一斉同報データを送信する送信ノードと、
   を備える通信システムであって、
   前記送信ノードは、
   予め用意された複数のサブキャリアの少なくとも１つを用いて前記複数の受信ノードに前記一斉同報データを送信する送信部と、
   前記受信ノード毎の伝送路の状態を示す伝送路状態情報を記憶する記憶部と、
   前記伝送路状態情報を参照し、前記伝送路の状態に関する分類基準に基づいて前記複数の受信ノードを複数の送信グループに分けて、前記複数の送信グループで定義される送信グループセットを作成するグループ化処理を行うノードグループ化部と、
   前記伝送路状態情報を参照し、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記送信グループに属する前記受信ノードに前記一斉同報データを送信するためのサブキャリアを前記複数のサブキャリアから選択するサブキャリア選択部と、
   を備え、
   前記送信部は、前記送信グループセットの前記複数の送信グループに順番に、前記サブキャリア選択部で選択された前記サブキャリアを用いて前記一斉同報データを送信するように構成される
   ことを特徴とする通信システム。
2. 前記伝送路の状態は、前記サブキャリアが前記受信ノードとの通信に利用できる有効サブキャリアであるか否かを前記サブキャリア毎に示すように構成される
   ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記ノードグループ化部は、前記グループ化処理では、
   前記有効サブキャリアの数が最も少ない前記受信ノードにおける前記有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する選択処理と、
   前記受信ノードの前記有効サブキャリアに含まれる前記優先サブキャリアの数を前記受信ノード毎に算出する算出処理と、
   前記優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを前記受信ノード毎に判定する判定処理と、
   前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値以上である前記受信ノードを前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値未満である前記受信ノードが属する前記送信グループとは異なる前記送信グループに分ける分類処理と、
   を行うように構成される
   ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 前記グループ化閾値は定数である
   ことを特徴とする請求項３記載の通信システム。
5. 前記ノードグループ化部は、前記グループ化閾値が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成される
   ことを特徴とする請求項３記載の通信システム。
6. 前記ノードグループ化部は、前記選択処理と前記算出処理と前記判定処理と前記分類処理とで定義される分割処理を複数回行うことで、３以上の前記送信グループで定義される前記送信グループセットを作成するように構成され、
   前記ノードグループ化部は、前記分類処理において、前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値以上である第１送信グループと、前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値未満である第２送信グループとを作成するように構成され、
   前記ノードグループ化部は、全ての前記受信ノードに関して１回目の前記分割処理を行い、２回目以降の前記分割処理は前回の前記分割処理で作成された前記第２送信グループに関して行うように構成される
   ことを特徴とする請求項３〜５のうちいずれか１項記載の通信システム。
7. 前記ノードグループ化部は、前記グループ化処理では、
   前記有効サブキャリアの数が最も少ない前記受信ノードにおける前記有効サブキャリアを優先サブキャリアとして選択する選択処理と、
   前記受信ノードの前記有効サブキャリアに含まれる前記優先サブキャリアの数を前記受信ノード毎に算出する算出処理と、
   前記優先サブキャリアの数がグループ化閾値以上であるか否かを前記受信ノード毎に判定する判定処理と、
   前記優先サブキャリアの数が前記グループ化閾値以上である前記受信ノードにおいて前記優先サブキャリアの数が最も少ない前記受信ノードと定義される境界受信ノードが複数存在するか否かを判定し、前記境界受信ノードが複数存在すると判定した場合、前記複数の境界受信ノードと前記境界受信ノードよりも前記優先サブキャリアの数が多い前記受信ノードとの組み合わせによって複数の前記送信グループセットを作成する分類処理と、
   を行うように構成される
   ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
8. 前記ノードグループ化部は、前記分類処理では、前記複数の境界受信ノードのうち前記有効サブキャリアの数が少ない前記境界受信ノードを優先して前記境界受信ノードよりも前記優先サブキャリアの数が多い前記受信ノードと同じ前記送信グループに分けるように構成される
   ことを特徴とする請求項７記載の通信システム。
9. 前記サブキャリア選択部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記複数のサブキャリアを共通サブキャリアと非共通サブキャリアとに分けるように構成され、
   前記共通サブキャリアは、前記送信グループに属する全ての前記受信ノードに対して前記有効サブキャリアとなる前記サブキャリアであり、
   前記非共通サブキャリアは、前記送信グループに属する前記受信ノードの全てではなく少なくとも１つに対して前記有効サブキャリアとなる前記サブキャリアであり、
   前記サブキャリア選択部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、サブキャリアセットを作成するように構成され、
   前記サブキャリアセットは、前記共通サブキャリアと、非共通サブキャリアセットとの少なくとも一方を含み、
   前記非共通サブキャリアセットは、前記送信グループに属する前記受信ノードの全てが前記一斉同報データを受信できるように組み合わされた複数の前記非共通サブキャリアで定義され、
   前記送信部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記サブキャリア選択部で作成された前記サブキャリアセットを用いて前記一斉同報データを送信するように構成される
   ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
10. 前記送信ノードは、送信時間算出部を備え、
    前記ノードグループ化部は、前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成され、
    前記送信時間算出部は、前記送信グループセット毎に、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な累積送信時間を算出するように構成され、
    前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことである
    ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
11. 前記送信ノードは、送信時間算出部を備え、
    前記ノードグループ化部は、前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成され、
    前記サブキャリア選択部は、前記ノードグループ化部で作成された前記送信グループセットのそれぞれに関し、前記送信グループ毎に前記サブキャリアセットを作成するように構成され、
    前記送信時間算出部は、前記送信グループ毎に前記サブキャリアセットにおける前記共通サブキャリアと前記非共通サブキャリアセットの数の和を示すキャリア数を算出し、前記キャリア数に基づいて前記送信グループセット毎に累積送信時間を算出するように構成され、
    前記累積送信時間は、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な時間であり、
    前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことである
    ことを特徴とする請求項９記載の通信システム。
12. 前記送信ノードは、送信時間算出部と、変調方式選択部と、を備え、
    前記送信部は、複数の変調方式から選択される１つを用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成され、
    前記記憶部は、前記変調方式毎に前記伝送路状態情報を記憶するように構成され、
    前記ノードグループ化部は、前記変調方式毎に前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成され、
    前記送信時間算出部は、前記送信グループセット毎に、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な累積送信時間を算出するように構成され、
    前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことであり、
    前記変調方式選択部は、前記ノードグループ化部で選択された前記送信グループセットに対応する前記変調方式を選択するように構成され、
    前記送信部は、前記変調方式選択部で選択された前記変調方式を用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成される
    ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
13. 前記送信ノードは、送信時間算出部と、変調方式選択部と、を備え、
    前記送信部は、複数の変調方式から選択される１つを用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成され、
    前記記憶部は、前記変調方式毎に前記伝送路状態情報を記憶するように構成され、
    前記ノードグループ化部は、前記変調方式毎に前記分類基準が異なる複数の前記グループ化処理を行って複数の前記送信グループセットを作成し、所定の条件に基づいて前記複数の送信グループセットから１つを選択するように構成され、
    前記サブキャリア選択部は、前記ノードグループ化部で作成された前記複数の送信グループセットの前記送信グループ毎に、前記サブキャリアセットを作成するように構成され、
    前記送信時間算出部は、前記送信グループセットの前記送信グループ毎に前記サブキャリアセットにおける前記共通サブキャリアと前記非共通サブキャリアセットの数の和を示すキャリア数を算出し、前記キャリア数に基づいて前記送信グループセット毎に累積送信時間を算出するように構成され、
    前記累積送信時間は、前記複数の受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な時間であり、
    前記所定の条件は、前記累積送信時間が最も短いことであり、
    前記変調方式選択部は、前記ノードグループ化部で選択された前記送信グループセットに対応する前記変調方式を選択するように構成され、
    前記送信部は、前記変調方式選択部で選択された前記変調方式を用いて前記一斉同報データの送信を行うように構成される
    ことを特徴とする請求項９記載の通信システム。
14. 前記送信部は、前記送信グループに前記一斉同報データを送信してから所定のインターバル期間が経過した後に次の送信グループに前記一斉同報データを送信するように構成され、
    前記送信時間算出部は、前記送信グループに属する前記受信ノードの全てに前記一斉同報データを送信するために必要な送信時間を前記送信グループセットの前記送信グループ毎に算出し、前記送信グループセットの前記複数の送信グループそれぞれの前記送信時間の和に前記インターバル期間の合計を加算して、前記送信グループセットの前記累積送信時間を算出するように構成される
    ことを特徴とする請求項１１または１３記載の通信システム。
15. 前記送信部は、前記一斉同報データとともに送信グループ情報を送信するように構成され、
    前記送信グループ情報は、前記一斉同報データの宛先となる前記送信グループを示す宛先情報を含み、
    前記受信ノードは、前記一斉同報データおよび前記送信グループ情報を受け取ると、受け取った前記送信グループ情報の前記宛先情報が示す前記送信グループに自身が属するか否かを判定し、前記宛先情報が示す前記送信グループに属していれば前記一斉同報データを取り込み、前記宛先情報が示す前記送信グループに属していなければ前記一斉同報データを破棄するように構成される
    ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。

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