JP2010154508A

JP2010154508A - 小型基地局及び通信制御システム

Info

Publication number: JP2010154508A
Application number: JP2009248443A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Murakami; 憲一村上; Mitsuru Hirakawa; 満平川
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2010-07-08
Also published as: WO2010061534A1; CN102224752A; US20110294496A1

Abstract

【課題】第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることを回避することにより、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能な小型基地局を得る。
【解決手段】フェムトセル基地局１０１Ｆは、フェムトセル１０３Ｆ内に位置している携帯電話１１０との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、フェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスを許可する携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩが登録される登録部１３２と、フェムトセル基地局１０１Ｆにアクセスしてきた携帯電話１１０のＩＭＳＩが登録部１３２に登録されているか否かによって、その携帯電話１１０が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部１３１とを備え、判定部１３１による判定結果に基づいて、フェムトセル基地局１０１Ｆへの非登録端末のアクセスが制限される。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型基地局及び通信制御システムに関する。

携帯電話による通信は電波を利用するため、通信サービスのエリア内であっても、屋外基地局（以下「マクロセル基地局」と称す）からの電波が届きにくい（又は届かない）電波不感エリアでは、携帯電話による通信が不可能となる。そこで、電波不感エリアにおいても携帯電話による通信を可能とすべく、小型基地局を用いた通信システムの構築が検討されている。

この通信システムにおいては、半径が数メートルないし数十メートル程度の極小セル（フェムトセル）を通信圏内とする小型基地局（以下「フェムトセル基地局」と称す）が、電波不感エリア内に設置される。また、フェムトセル基地局は、有線通信回線を介して、携帯電話事業者の移動体通信ネットワークに接続される。従って、電波不感エリア内の携帯電話は、フェムトセル基地局及び有線通信回線を介して、移動体通信ネットワークに接続される。その結果、電波不感エリア内においても携帯電話による通信が可能となる。

また、フェムトセル基地局を経由して通信を行う場合には、携帯電話事業者の通信ネットワークの負荷が下がる。そのため、マクロセル基地局を経由した通信と比較して、通信料金を低額にする等のサービスが期待されている。

なお、下記特許文献１には、特定のエリア内に位置している携帯電話に対して妨害信号を送信することにより、その携帯電話が基地局との間で無線通信を行うことを規制する通信システムが開示されている。

特開２００４−１５４１２号公報

上記の通りフェムトセル基地局は電波不感エリア内に設置されることが前提であるが、マクロセル基地局からの電波が十分に届いているエリア内（つまりマクロセル内）にフェムトセル基地局が設置される状況も想定される。

ある住宅内にフェムトセル基地局が設置されている場合、そのフェムトセル基地局のフェムトセルが、その住宅の周囲にまで及ぶことがある。この場合、マクロセル基地局からの電波強度よりもフェムトセル基地局からの電波強度のほうが高いと、その住宅の横を偶然に通りがかった第三者の携帯電話や、隣家の居住者の携帯電話が、フェムトセル基地局に接続されてしまう。また、フェムトセルがその住宅の周囲にまで及ばない程度に電波強度を弱く設定した場合であっても、その住宅への訪問者の携帯電話は、フェムトセル基地局に接続されてしまう。

ここで、フェムトセル基地局においては、同時に通信可能な携帯電話の台数（収容台数）が数台程度に限定されていることが多い。従って、フェムトセル基地局に同時に接続される第三者の携帯電話の台数が多い場合には、収容台数が第三者の携帯電話によって占有されてしまい、その結果、正規ユーザであるその住宅の居住者の携帯電話がフェムトセル
基地局に接続できないという事態が発生する。この場合、その住宅の居住者は、フェムトセル基地局を自宅内に設置しているにも拘わらず、フェムトセル基地局を経由した低額な通信を行うことが不可能となる。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることを回避することにより、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能な小型基地局及び通信制御システムを得ることを目的とするものである。

本発明の第１の態様に係る小型基地局は、自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部とを備え、前記判定部による判定結果に基づいて、前記小型基地局への非登録端末のアクセスが制限されることを特徴とするものである。

第１の態様に係る小型基地局によれば、登録部には、小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が予め登録される。また、判定部は、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が登録部に登録されているか否かによって、その移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する。そして、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が判定部によって非登録端末であると判定された場合には、その移動通信端末は小型基地局へのアクセスが制限される。その結果、第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることが回避され、小型基地局が同時に通信可能な移動通信端末の収容台数が確保されるため、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能となる。

本発明の第２の態様に係る小型基地局は、第１の態様に係る小型基地局において特に、移動通信端末から受信した登録要求に基づいて、移動体通信ネットワーク内の所定の装置への当該移動通信端末に関する情報の登録を処理する処理部をさらに備え、前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって既登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、当該移動通信端末の固有識別情報を前記所定の装置に登録させるための処理を行い、前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、当該移動通信端末の固有識別情報を前記所定の装置に登録させないための処理を行うことを特徴とするものである。

ここで、処理部が処理する登録には、所定の装置であるＨＬＲ等への移動通信端末の位置情報の登録（位置登録）、及び、所定の装置であるＭＭＥ等への移動通信端末の登録（アタッチ）等が含まれる。

第２の態様に係る小型基地局によれば、処理部は、既登録端末から受信した固有識別情報を、移動体通信ネットワーク内の所定の装置に登録させるための処理を行う。固有識別情報が登録されることにより、既登録端末は、小型基地局を経由した通信を行うことが可能となる。一方、処理部は、非登録端末から受信した固有識別情報を、移動体通信ネットワーク内の所定の装置に登録させないための処理を行う。固有識別情報を登録させないことにより、非登録端末が小型基地局を経由した通信を行うことを回避することができる。

本発明の第３の態様に係る小型基地局は、第２の態様に係る小型基地局において特に、前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定
された場合には、前記処理部は、前記移動体通信ネットワークから当該移動通信端末への固有識別情報要求に対して、当該移動通信端末の固有識別情報とは異なる任意の所定値を、当該移動通信端末の固有識別情報として前記移動体通信ネットワークに送信することを特徴とするものである。

第３の態様に係る小型基地局によれば、処理部は、移動体通信ネットワークから非登録端末への固有識別情報要求に対して、その非登録端末の固有識別情報とは異なる任意の所定値を、その非登録端末の固有識別情報として移動体通信ネットワークに送信する。つまり、非登録端末に関しては偽の固有識別情報を移動体通信ネットワークに送信する。これにより、その後の認証処理において非登録端末の認証結果はＮＧとなるため、非登録端末の登録を拒否させることが可能となる。

本発明の第４の態様に係る小型基地局は、第２の態様に係る小型基地局において特に、前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、前記移動体通信ネットワークから当該移動通信端末への認証要求に対して、当該移動通信端末からの認証応答値とは異なる任意の所定値を、当該移動通信端末からの認証応答値として前記移動体通信ネットワークに送信することを特徴とするものである。

第４の態様に係る小型基地局によれば、処理部は、移動体通信ネットワークから非登録端末への認証要求に対して、その非登録端末からの認証応答値とは異なる任意の所定値を、その非登録端末の認証応答値として移動体通信ネットワークに送信する。つまり、非登録端末に関しては偽の認証応答値を移動体通信ネットワークに送信する。これにより、非登録端末の認証結果はＮＧとなるため、非登録端末の登録を拒否させることが可能となる。

本発明の第５の態様に係る小型基地局は、第２の態様に係る小型基地局において特に、前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記小型基地局のセルは最適セルではないことを拒否理由とする登録拒否が、前記小型基地局から当該移動通信端末に送信されることを特徴とするものである。

第５の態様に係る小型基地局によれば、小型基地局のセルは最適セルではないことを拒否理由とする登録拒否が、非登録端末に送信される。そのため、この登録拒否を受信した非登録端末は、小型基地局のセル以外の最適セルをサーチする。従って、非登録端末が小型基地局のセル以外のセル（例えばマクロセル）内にも位置している場合には、非登録端末は、マクロセルを最適セルとして特定することとなり、マクロセル基地局を経由した通信を行うことが可能となる。

本発明の第６の態様に係る小型基地局は、第２の態様に係る小型基地局において特に、前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、当該移動通信端末はアクセスが許可された端末グループに属さないことを拒否理由とする登録拒否が、前記小型基地局から当該移動通信端末に送信されることを特徴とするものである。

第６の態様に係る小型基地局によれば、移動通信端末はアクセスが許可された端末グループに属さないことを拒否理由とする登録拒否が、非登録端末に送信される。従って、この登録拒否を受信した非登録端末は、小型基地局へのアクセスを断念して、小型基地局のセル以外のセルのサーチを開始する。従って、非登録端末が小型基地局のセル以外のセル（例えばマクロセル）内にも位置している場合には、非登録端末は、マクロセルを最適セルとして特定することとなり、マクロセル基地局を経由した通信を行うことが可能となる
。

本発明の第７の態様に係る小型基地局は、第２の態様に係る小型基地局において特に、移動通信端末から受信した前記登録要求内に前記固有識別情報が含まれる場合には、前記判定部は、当該固有識別情報に基づいて、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定することを特徴とするものである。

第７の態様に係る小型基地局によれば、登録要求内に固有識別情報が含まれる場合には、判定部は、その固有識別情報に基づいて、移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する。その判定の結果、移動通信端末が非登録端末である場合には、移動体通信ネットワークと移動通信端末との間で、固有識別情報要求及びその応答や、認証要求及びその応答の送受信を行う必要がない。その結果、通信データ量の削減を図ることが可能となる。

本発明の第８の態様に係る小型基地局は、第１の態様に係る小型基地局において特に、前記固有識別情報はＩＭＳＩであることを特徴とするものである。

第８の態様に係る小型基地局によれば、各移動通信端末に固有のＩＭＳＩを固有識別情報として用いることにより、判定部によって既登録端末と非登録端末とを正確に判定することが可能となる。

本発明の第９の態様に係る通信制御システムは、移動通信端末と、自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局とを備える通信制御システムであって、前記小型基地局は、前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部とを有し、前記判定部による判定結果に基づいて、前記小型基地局への非登録端末のアクセスが制限されることを特徴とするものである。

第９の態様に係る通信制御システムによれば、登録部には、小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が予め登録される。また、判定部は、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が登録部に登録されているか否かによって、その移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する。そして、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が判定部によって非登録端末であると判定された場合には、その移動通信端末は小型基地局へのアクセスが制限される。その結果、第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることが回避され、小型基地局が同時に通信可能な移動通信端末の収容台数が確保されるため、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能となる。

本発明の第１０の態様に係る小型基地局は、自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、アンテナと、前記アンテナの指向性を制御する制御部と、前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、移動通信端末から前記アンテナへの電波到来方向を特定する特定部と、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部とを備え、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記制御部は、前記特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビームを指向することを特徴とするもので
ある。

第１０の態様に係る小型基地局によれば、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が判定部によって非登録端末であると判定された場合には、制御部は、特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビーム（望ましくはヌル）を指向する。非登録端末である移動通信端末に対して低強度のビームを指向することにより、小型基地局からその移動通信端末への電波強度が弱くなるため、その移動通信端末は小型基地局を経由した通信を行うことができない。その結果、第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることが回避され、小型基地局が同時に通信可能な移動通信端末の収容台数が確保されるため、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能となる。

本発明の第１１の態様に係る小型基地局は、第１０の態様に係る小型基地局において特に、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が前記判定部によって既登録端末であると判定された場合には、前記制御部は、前記特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対してピークを指向することを特徴とするものである。

第１１の態様に係る小型基地局によれば、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が判定部によって既登録端末であると判定された場合には、制御部は、特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも高い強度のビーム（望ましくはピーク）を指向する。既登録端末である移動通信端末に対して高強度のビームを指向することにより、小型基地局からその移動通信端末への電波強度が強くなる。そのため、マクロセル基地局からの電波が届いている場合であっても、その移動通信端末を、マクロセル基地局ではなく小型基地局に確実に接続させることができる。その結果、正規ユーザは、小型基地局を経由した通信における恩恵（例えば低額通信サービス）を確実に受けることが可能となる。

本発明の第１２の態様に係る小型基地局は、第１０の態様に係る小型基地局において特に、前記固有識別情報はＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）であり、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末に対して、前記小型基地局は当該移動通信端末のＩＭＳＩを要求することを特徴とするものである。

第１２の態様に係る小型基地局によれば、各移動通信端末に固有のＩＭＳＩを固有識別情報として用いることにより、判定部によって既登録端末と非登録端末とを正確に判定することが可能となる。また、小型基地局から移動通信端末に対してＩＭＳＩを要求することにより、移動通信端末から応答されたＩＭＳＩを用いて、判定部が判定処理を行うことが可能となる。

本発明の第１３の態様に係る小型基地局は、第１０の態様に係る小型基地局において特に、前記アンテナは、複数のアンテナ素子を有し、前記判定部による判定結果と、前記特定部によって特定された電波到来方向とに基づいて、各前記アンテナ素子の出力に乗じるウエイトを演算する演算部をさらに備えることを特徴とするものである。

第１３の態様に係る小型基地局によれば、各アンテナ素子の出力に乗じるウエイトを演算部の演算によって求めるため、予め準備した複数のパターンの中から最適なウエイトを選択する場合と比較すると、ビームフォーミングの方向精度を向上することが可能となる。

本発明の第１４の態様に係る小型基地局は、第１０の態様に係る小型基地局において特に、前記アンテナは、複数のアンテナ素子を有し、各前記アンテナ素子の出力に乗じるウ
エイトに関する複数のパターンが記憶される記憶部と、前記判定部による判定結果と、前記特定部によって特定された電波到来方向とに基づいて、各前記アンテナ素子の出力に乗じるウエイトを前記複数のパターンから選択する選択部とをさらに備えることを特徴とするものである。

第１４の態様に係る小型基地局によれば、予め記憶しておいた複数のパターンの中から最適なウエイトを選択部によって選択するため、演算回路の回路規模を削減することが可能となる。

本発明の第１５の態様に係る通信制御システムは、移動通信端末と、自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局とを備える通信制御システムであって、前記小型基地局は、前記小型基地局のアンテナの指向性を制御する制御部と、前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、移動通信端末から前記アンテナへの電波到来方向を特定する特定部と、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部とを有し、前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記制御部は、前記特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビームを指向することを特徴とするものである。

第１５の態様に係る通信制御システムによれば、小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が判定部によって非登録端末であると判定された場合には、制御部は、特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビーム（望ましくはヌル）を指向する。非登録端末である移動通信端末に対して低強度のビームを指向することにより、小型基地局からその移動通信端末への電波強度が弱くなるため、その移動通信端末は小型基地局を経由した通信を行うことができない。その結果、第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることが回避され、小型基地局が同時に通信可能な移動通信端末の収容台数が確保されるため、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能となる。

本発明によれば、第三者の移動通信端末が小型基地局に接続されることが回避されるため、正規ユーザが小型基地局を経由した通信を確実に行うことが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの全体構成を概略的に示す図である。フェムトセル基地局の機能構成を示すブロック図である。ＬＴＥにおける接続処理の流れを概略的に示す図である。既登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れについての第１の例を示す図である。非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れについての第２の例を示す図である。非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れについての第３の例を示す図である。非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れについての第４の例を示す図である。非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れについての第５の例を示す図である。図９に示した例を、図４〜８に示した例と組み合わせて適用した場合の処理の流れを示すフローチャートである。既登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第１の例を示す図である。非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第２の例を示す図である。非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第３の例を示す図である。非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第４の例を示す図である。非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第５の例を示す図である。図１６に示した例を、図１１〜１５に示した例と組み合わせて適用した場合の処理の流れを示すフローチャートである。ＣＳドメインに関して、既登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れを簡略的に示す図である。ＣＳドメインに関して、非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。ＰＳドメインに関して、既登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れを簡略的に示す図である。ＰＳドメインに関して、非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの全体構成を概略的に示す図である。フェムトセル基地局の構成を示すブロック図である。ウエイト決定部及びウエイト乗算部の第１の構成例を示すブロック図である。ウエイト決定部及びウエイト乗算部の第２の構成例を示すブロック図である。ＬＴＥにおける接続処理の流れを概略的に示す図である。既登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。非登録端末である携帯電話から位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。既登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。非登録端末である携帯電話からアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。ビーム制御部によって指向性が制御されたアンテナの一定時間毎の送信ビームを重ね合わせた模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの全体構成を概略的に示す図である。小型基地局１０１Ｆは、例えばユーザの自宅内に設置されている。小型基地局１０１Ｆは、半径が数メートルないし数十メートル程度の極小セルを通信エリアとする。また、小型基地局１０１Ｆにおいては、同時に通信可能な携帯電話の台数（収容台数）が数台程度（例えば８台）に限定されている。以下、本明細書においては、小型基地局の通信エリアを「フェムトセル」と称し、小型基地局を「フェムトセル基地局」と称する。図１を参照して、フェムトセル基地局１０１Ｆの周囲には、フェムトセル基地局１０１Ｆの通信エリアであるフェムトセル１０３Ｆが規定される。マクロセル基地局１０１Ｍは、例えば屋外に設置されている。マクロセル基地局１０１Ｍの周囲には、マクロセル基地局１０１Ｍの通信エリアであるマクロセル１０３Ｍが規定される。

図１に示した例では、フェムトセル１０３Ｆはマクロセル１０３Ｍ内に含まれている。従って、フェムトセル１０３Ｆ内に位置する携帯電話１１０（図１における参照符号１１０Ｘ，１１０Ｙ）は、フェムトセル基地局１０１Ｆのアンテナ１０２Ｆとの間で電波の送受信を行うことが可能であるとともに、マクロセル基地局１０１Ｍのアンテナ１０２Ｍとの間で電波の送受信を行うことも可能である。以下の説明では、携帯電話１１０Ｘは、フェムトセル基地局１０１Ｆの正規ユーザが有する携帯電話であり、携帯電話１１０Ｙは、フェムトセル基地局１０１Ｆの正規ユーザではない第三者が有する携帯電話であるものとする。

マクロセル基地局１０１Ｍは、通信回線１０４を介して、携帯電話事業者の移動体通信ネットワーク１０５に接続されている。フェムトセル基地局１０１Ｆは、光ファイバ又はメタルケーブル等の有線通信回線１０６を介して、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１０７に接続されている。ＩＰネットワーク１０７は、ゲートウェイ１０８を介して移動体通信ネットワーク１０５に接続されている。

図２は、フェムトセル基地局１０１Ｆの機能構成を示すブロック図である。フェムトセル基地局１０１Ｆは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応した基地局である。ＬＴＥでは、下りリンクの無線アクセス方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されており、上りリンクの無線アクセス方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier - Frequency Division Multiple Access）が採用されている。

フェムトセル基地局１０１Ｆは、ＰＨＹ処理部１２０、ＭＡＣ処理部１２１、ＲＬＣ処理部１２２、ＰＤＣＰ処理部１２３、ＲＲＣ処理部１２４、及びＮＡＳ処理部１２５を備えている。ＰＨＹ処理部１２０は、携帯電話１１０の無線プロトコルにおける物理レイヤ（Physical Layer）を処理する。ＭＡＣ処理部１２１、ＲＬＣ処理部１２２、ＰＤＣＰ処理部１２３、ＲＲＣ処理部１２４、及びＮＡＳ処理部１２５は、携帯電話１１０の無線プロトコルにおける、ＭＡＣ（Medium Access Control）サブレイヤ、ＲＬＣ（Radio Link Control）サブレイヤ、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）サブレイヤ、ＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤ、及びＮＡＳ（Non Access Stratum）レイヤをそれぞれ処理する。

また、フェムトセル基地局１０１Ｆは、処理部１３０、判定部１３１、及び登録部１３２を備えている。登録部１３２には、フェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスを許可する携帯電話１１０（この例では携帯電話１１０Ｘ）のＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）が、予め登録されている。登録部１３２へのＩＭＳＩの登録方法は任意である。例えば、フェムトセル基地局１０１Ｆの購入時に購入店舗の専用端末を用いて登録することが可能である。あるいは、フェムトセル基地局１０１Ｆを自宅内に設置した後に、専用のアプリケーションソフトウェアを用いてインターネット経由で登録することも可能である。あるいは、フェムトセル基地局１０１Ｆに携帯電話１１０Ｘを有線又は
無線で接続することによって、携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩを登録することも可能である。

判定部１３１は、フェムトセル基地局１０１Ｆにアクセスしてきた携帯電話１１０のＩＭＳＩと、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩとを比較する。そして、判定部１３１は、携帯電話１１０のＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致する場合には、携帯電話１１０は既登録端末（つまり正規ユーザが有する携帯電話１１０Ｘ）であると判定する。一方、判定部１３１は、携帯電話１１０のＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致しない場合には、携帯電話１１０は非登録端末（つまり第三者が有する携帯電話１１０Ｙ）であると判定する。

処理部１３０は、判定部１３１による判定結果に基づいて位置登録等の処理を行う。処理部１３０の機能の詳細については後述する。なお、処理部１３０、判定部１３１、及び登録部１３２は、ＮＡＳ処理部１２５の内部に含まれていても良い。また、ＮＡＳ処理部１２５、処理部１３０、判定部１３１、及び登録部１３２は、必ずしもフェムトセル基地局１０１Ｆの内部に実装する必要はなく、フェムトセル基地局１０１Ｆとは別の装置として通信システム内の任意の箇所に実装しても良い。

図３は、ＬＴＥにおける接続処理の流れを概略的に示す図である。まず、セルサーチによって、搬送波周波数の同期、無線フレームの同期、及びセルＩＤの特定等の処理が行われる。その後、マスタ情報ブロック（ＭＩＢ）及びシステム情報ブロック（ＳＩＢ）等のシステム情報が、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０に送信される。また、周辺セルサーチによって、より最適なセルの探索が定期的に実行される。

次に、ランダムアクセスによって、送信タイミングの補正が行われる。具体的には、携帯電話１１０は、フェムトセル基地局１０１Ｆから受信したＳＩＢに基づいて固有のプリアンブル系列を生成し、フェムトセル基地局１０１Ｆに向けて送信する。フェムトセル基地局１０１Ｆは、受信したプリアンブル系列に基づいて送信タイミングの補正値を算出し、その補正値を携帯電話１１０に送信する。携帯電話１１０は、受信した補正値に基づいて送信タイミングを補正する。また、衝突判定を行うためのＣＲ−ＩＤ（Contention Resolution - IDentifier）が、携帯電話１１０からフェムトセル基地局１０１Ｆに送信される。フェムトセル基地局１０１Ｆは、ＣＲ−ＩＤを正常に受信した場合には、そのＣＲ−ＩＤを携帯電話１１０に返信するとともに、セル内で携帯電話１１０を特定するための固有のＩＤ（Ｃ−ＲＮＴＩ：Cell - Radio Network Temporary Identifier）を携帯電話１１０に送信する。

次に、ＲＲＣ（Radio Resource Control）接続によって、ベアラの確立と無線リソースの割当とが行われる。具体的には、まず、携帯電話１１０からフェムトセル基地局１０１ＦにＲＲＣ接続要求信号が送信される。ＲＲＣ接続要求信号を受けたフェムトセル基地局１０１Ｆは、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ１）を確立するための設定情報を、携帯電話１１０に送信する。携帯電話１１０は、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ１）の確立が完了すると、設定完了信号をフェムトセル基地局１０１Ｆに送信する。その後、フェムトセル基地局１０１Ｆは、セキュリティモードを設定するための設定情報を、携帯電話１１０に送信する。携帯電話１１０は、セキュリティモードの設定が完了すると、設定完了信号をフェムトセル基地局１０１Ｆに送信する。次に、フェムトセル基地局１０１Ｆは、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ２）とデータ信号用ベアラ（ＤＲＢ）とを確立するための設定情報を、携帯電話１１０に送信する。携帯電話１１０は、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ２）及びデータ信号用ベアラの確立が完了すると、設定完了信号をフェムトセル基地局１０１Ｆに送信する。

次に、携帯電話１１０と移動体通信ネットワーク１０５との間での接続（ＵＥ−網間接
続）が行われる。このＵＥ−網間接続には、位置登録（つまりトラッキングエリアの更新）、アタッチ、呼接続、及び呼解放等の処理が含まれる。

図４は、既登録端末である携帯電話１１０Ｘから位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＨＬＲ（Home Location Register））に、トラッキングエリアの更新要求メッセージ（Tracking Area Update Request）が送信される。

次にステップＳＰ２において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、ＩＭＳＩを求めるためのＩＤ要求メッセージ（Identity Request）が送信される。次に、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆに、ＩＤ応答メッセージ（Identity Response）が送信される。このＩＤ応答メッセージには、携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩが含まれている。

次にステップＳＰ３において、判定部１３１（図２参照）は、受信したＩＤ応答メッセージに含まれるＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かを判定する。携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩは登録部１３２に既に登録されているため、判定部１３１による判定の結果は「ＯＫ」となる。

この場合、次にステップＳＰ４において、処理部１３０から移動体通信ネットワーク１０５に、携帯電話１１０Ｘから受信したＩＤ応答メッセージが送信される。このＩＤ応答メッセージには、携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩが含まれている。

次にステップＳＰ５において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、認証要求メッセージ（Authentication Request）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、認証応答メッセージ（Authentication Response）が送信される。この認証応答メッセージには、携帯電話１１０Ｘが自身のＩＭＳＩに基づいて生成した認証応答値が含まれている。

次にステップＳＰ６において、ステップＳＰ５で受信した認証応答値が正規なものであるか否かの認証が行われる。つまり、ステップＳＰ４で受信したＩＭＳＩに基づいて移動体通信ネットワーク１０５が自ら生成した認証応答値と、ステップＳＰ５で受信した認証応答値とを比較し、両者が一致する場合には、ステップＳＰ５で受信した認証応答値は正規なものであると認証される。この例の場合、ステップＳＰ５で受信した認証応答値は正規なものとなるため、ステップＳＰ６における認証の結果は「ＯＫ」となる。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、セキュリティモードを設定するための設定情報メッセージ（Security Mode Command）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、セキュリティモードの設定完了メッセージ（Security Mode Complete）が送信される。

次にステップＳＰ８において、移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＥＰＣ（Evolved Packet Core））からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、ＧＵＴＩ（Global Unique Temporary Identifier）を再割当するための設定メッセージ（GUTI Reallocation Command）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、ＧＵＴＩの再割当の完了メッセージ（GUTI Reallocation Complete）が送信される。

次にステップＳＰ９において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、トラッキングエリアの更新受付メッセージ（Tracking Area Update Accept）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、トラッキングエリアの更新完了メッセージ（Tracking Area Update Complete）が送信される。

図５は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙから位置登録要求があった場合の処理の流れについての第１の例を示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＨＬＲ）に、トラッキングエリアの更新要求メッセージが送信される。

次にステップＳＰ２において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、ＩＭＳＩを求めるためのＩＤ要求メッセージが送信される。次に、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆに、ＩＤ応答メッセージが送信される。このＩＤ応答メッセージには、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩが含まれている。

次にステップＳＰ３において、判定部１３１（図２参照）は、受信したＩＤ応答メッセージに含まれるＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かを判定する。携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩは登録部１３２に登録されていないため、判定部１３１による判定の結果は「ＮＧ」となる。

この場合、次にステップＳＰ４において、処理部１３０から移動体通信ネットワーク１０５に、偽のＩＭＳＩを含むＩＤ応答メッセージが送信される。ここで、偽のＩＭＳＩは、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩとは異なる任意の値であり、処理部１３０によって生成される。

次にステップＳＰ５において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、認証要求メッセージが送信される。また、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、認証応答メッセージが送信される。この認証応答メッセージには、携帯電話１１０Ｙが自身のＩＭＳＩに基づいて生成した認証応答値が含まれている。

次にステップＳＰ６において、ステップＳＰ５で受信した認証応答値が正規なものであるか否かの認証が行われる。つまり、ステップＳＰ４で受信したＩＭＳＩ（偽のＩＭＳＩ）に基づいて移動体通信ネットワーク１０５が自ら生成した認証応答値と、ステップＳＰ５で受信した認証応答値とが比較される。この例の場合、両者は一致しないため、ステップＳＰ６における認証の結果は「ＮＧ」となる。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、認証拒否メッセージ（Authentication Reject）及びトラッキングエリアの更新拒否メッセージ（Tracking Area Update Reject）が送信される。但し、携帯電話１１０Ｙが不正な端末として処理されることを回避すべく、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙへの認証拒否メッセージの送信は省略しても良い。また、トラッキングエリアの更新拒否理由として、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）を、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに通知する。これにより、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図１の例では、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外にマクロセル１０３Ｍ内にも位置しているため
、携帯電話１１０Ｙはマクロセル１０３Ｍにキャンプすることとなる。なお、トラッキングエリアの更新拒否理由としては、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループ（ＣＳＧ：Closed Subscriber Group）に属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知しても良い。

図６は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙから位置登録要求があった場合の処理の流れについての第２の例を示す図である。ステップＳＰ５において、フェムトセル基地局１０１Ｆと携帯電話１１０Ｙとの間での、認証要求メッセージ及び認証応答メッセージの送受信が省略されている。この場合、フェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信される認証応答メッセージには、偽の認証応答値が含まれている。ここで、偽の認証応答値は、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩに基づいて生成された認証応答値とは異なる任意の値であり、処理部１３０によって生成される。その他の処理は図５と同様である。

図７は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙから位置登録要求があった場合の処理の流れについての第３の例を示す図である。ステップＳＰ３以前の処理は図５と同様である。

次にステップＳＰ４において、処理部１３０から移動体通信ネットワーク１０５に、携帯電話１１０Ｙから受信したＩＤ応答メッセージが送信される。このＩＤ応答メッセージには、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩ（偽のＩＭＳＩではない正規のＩＭＳＩ）が含まれている。

次にステップＳＰ５において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、認証要求メッセージが送信される。また、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆに、認証応答メッセージが送信される。この認証応答メッセージには、携帯電話１１０Ｙが自身のＩＭＳＩに基づいて生成した認証応答値が含まれている。処理部１３０は、その認証応答値を、それとは異なる偽の認証応答値に差し替えた後、移動体通信ネットワーク１０５に認証応答メッセージを送信する。ステップＳＰ６以降の処理は図５と同様である。

図８は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙから位置登録要求があった場合の処理の流れについての第４の例を示す図である。ステップＳＰ５において、フェムトセル基地局１０１Ｆと携帯電話１１０Ｙとの間での、認証要求メッセージ及び認証応答メッセージの送受信が省略されている。この場合、フェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信される認証応答メッセージには、偽の認証応答値が含まれている。ここで、偽の認証応答値は、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩに基づいて生成された認証応答値とは異なる任意の値であり、処理部１３０によって生成される。その他の処理は図７と同様である。

以上の説明では、判定部１３１は、移動体通信ネットワーク１０５からのＩＤ要求メッセージに対して携帯電話１１０から返信されたＩＤ応答メッセージに含まれるＩＭＳＩを、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩと比較した。ところで、ＬＴＥにおいては、トラッキングエリアの更新要求メッセージの中に、携帯電話１１０のＩＭＳＩが含まれている場合がある。従って、この場合には、判定部１３１は、トラッキングエリアの更新要求メッセージに含まれるＩＭＳＩを、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩと比較することができる。

図９は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙから位置登録要求があった場合の処理の流れについての第５の例を示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｙ
からフェムトセル基地局１０１Ｆに、トラッキングエリアの更新要求メッセージが送信される。

次にステップＳＰ２において、処理部１３０は、トラッキングエリアの更新要求メッセージ内の所定のパラメータ（具体的には、EPS mobile identity IE の中の Type of identity）をチェックする。このパラメータの値が所定値（００１）である場合には、そのトラッキングエリアの更新要求メッセージの中に、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩが含まれていることとなる。

この場合は、次にステップＳＰ３において、判定部１３１は、トラッキングエリアの更新要求メッセージからＩＭＳＩを抽出し、そのＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かを判定する。携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩは登録部１３２に登録されていないため、判定部１３１による判定の結果は「ＮＧ」となる。

次にステップＳＰ４において、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに、トラッキングエリアの更新拒否メッセージが送信される。また、上記と同様に、トラッキングエリアの更新拒否理由として、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知する。これにより、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図１の例では、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外にマクロセル１０３Ｍ内にも位置しているため、携帯電話１１０Ｙはマクロセル１０３Ｍにキャンプすることとなる。なお、上記と同様に、トラッキングエリアの更新拒否理由としては、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループに属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知しても良い。

なお、図９に示したように、非登録端末である携帯電話１１０Ｙと移動体通信ネットワーク１０５との間での、ＩＤ要求メッセージ及びＩＤ応答メッセージの送受信や、認証要求メッセージ及び認証応答メッセージの送受信等は省略することが可能である。

図１０は、図９に示した例を、図４〜８に示した例と組み合わせて適用した場合の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＨ１→Ｈ２→Ｈ３→Ｈ４の処理の流れは、図９に示したステップＳＰ１→ＳＰ２→ＳＰ３→ＳＰ４の処理の流れと同様である。

トラッキングエリアの更新要求メッセージにＩＭＳＩが含まれていない場合（つまりステップＨ２における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、トラッキングエリアの更新要求メッセージがフェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信された後、図４〜８に示したステップＳＰ２と同様の処理が行われる。これにより、ステップＨ６においてフェムトセル基地局１０１Ｆは、携帯電話１１０からＩＤ応答メッセージを受信する。

トラッキングエリアの更新要求メッセージから抽出したＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致する場合（つまりステップＨ３における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、次にステップＨ５において処理部１３０は、ＩＭＳＩのチェックが完了したこと（及びそのチェック結果が「ＯＫ」であること）を、所定のフラグ情報として保持する。その後、トラッキングエリアの更新要求メッセージがフェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信された後、図４〜８に示したステップＳＰ２と同様の処理が行われる。これにより、ステップＨ６においてフェムトセル基地局１０１Ｆは、携帯電話１１０からＩＤ応答メッセージを受信する。

ステップＨ６に引き続き、ステップＨ７において処理部１３０は、ＩＭＳＩのチェックが完了しているか否かを判定する。この判定は、上記のフラグ情報に基づいて行われる。ＩＭＳＩのチェックが完了していない場合はステップＨ８に進み、完了している場合はステップＨ９に進む。ステップＨ２における判定の結果が「ＮＯ」であった場合は、ステップＨ６→Ｈ７→Ｈ８の順に処理が進むこととなる。また、ステップＨ３における判定の結果が「ＹＥＳ」であった場合には、ステップＨ５→Ｈ６→Ｈ７→Ｈ９の順に処理が進むこととなる。

ステップＨ８では、図４〜８に示したステップＳＰ３と同様の処理が行われる。つまり、ステップＨ６で受信したＩＤ応答メッセージに含まれるＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かが判定部１３１によって判定される。ステップＨ８における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合には、次にステップＨ９において、図４に示したステップＳＰ４以降の処理が行われる。一方、ステップＨ８における判定の結果が「ＮＯ」である場合には、次にステップＨ４において、図５〜８に示したステップＳＰ４以降の処理が行われる。

以上の説明では、携帯電話１１０からトラッキングエリアの更新要求（位置登録要求）があった場合の処理について述べたが、携帯電話１１０からアタッチ要求（Attach Request）があった場合も、上記と同様に処理することが可能である。アタッチ要求においては、携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩが、ＨＬＲではなくＭＭＥ（Mobility Management Entity）に登録される。

図１１は、既登録端末である携帯電話１１０Ｘからアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＭＭＥ）に、アタッチ要求メッセージ（Attach Request）が送信される。

次にステップＳＰ６において、ステップＳＰ５で受信した認証応答値が正規なものであ
るか否かの認証が行われる。つまり、ステップＳＰ４で受信したＩＭＳＩに基づいて移動体通信ネットワーク１０５が自ら生成した認証応答値と、ステップＳＰ５で受信した認証応答値とを比較し、両者が一致する場合には、ステップＳＰ５で受信した認証応答値は正規なものであると認証される。この例の場合、ステップＳＰ５で受信した認証応答値は正規なものとなるため、ステップＳＰ６における認証の結果は「ＯＫ」となる。

次にステップＳＰ８において、移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＥＰＣ）からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、ＧＵＴＩを再割当するための設定メッセージ（GUTI Reallocation Command）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、ＧＵＴＩの再割当の完了メッセージ（GUTI Reallocation Complete）が送信される。

次にステップＳＰ９において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、アタッチ受付メッセージ（Attach Accept）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、アタッチ完了メッセージ（Attach Complete）が送信される。

図１２は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第１の例を示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＭＭＥ）に、アタッチ要求メッセージが送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、認証拒否メッセージ（Authentication Reject）及びアタッチ拒否メッセージ（Attach Reject）が送信される。但し、携帯電話１１０Ｙが不正な端末として処理されることを回避すべく、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙへの認証拒否メッセージの送信は省略しても良い。また、アタッチ拒否理由として、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）を、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに通知する。これにより、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図１の例では、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外にマクロセル１０３Ｍ内にも位置しているため、携帯電話１１０Ｙはマクロセル１０３Ｍにキャンプすることとなる。なお、アタッチ拒否理由としては、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループ（ＣＳＧ：Closed Subscriber Group）に属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知しても良い。

図１３は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第２の例を示す図である。ステップＳＰ５において、フェムトセル基地局１０１Ｆと携帯電話１１０Ｙとの間での、認証要求メッセージ及び認証応答メッセージの送受信が省略されている。この場合、フェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信される認証応答メッセージには、偽の認証応答値が含まれている。ここで、偽の認証応答値は、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩに基づいて生成された認証応答値とは異なる任意の値であり、処理部１３０によって生成される。その他の処理は図１２と同様である。

図１４は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第３の例を示す図である。ステップＳＰ３以前の処理は図１２と同様である。

次にステップＳＰ５において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、認証要求メッセージが送信される。また、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆに、認証応答メッセージが送信される。この認証応答メッセージには、携帯電話１１０Ｙが自身のＩＭＳＩに基づいて生成した認証応答値が含まれている。処理部１３０は、その認証応答値を、それとは異なる偽の認証応答値に差し替えた後、移動体通信ネットワーク１０５に認証応答メッセージを送信する。ステップＳＰ６以降の処理は図１２と同様である。

図１５は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第４の例を示す図である。ステップＳＰ５において、フェムトセル基地局１０１Ｆと携帯電話１１０Ｙとの間での、認証要求メッセージ及び認証応答メッセージの
送受信が省略されている。この場合、フェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信される認証応答メッセージには、偽の認証応答値が含まれている。ここで、偽の認証応答値は、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩに基づいて生成された認証応答値とは異なる任意の値であり、処理部１３０によって生成される。その他の処理は図１４と同様である。

以上の説明では、判定部１３１は、移動体通信ネットワーク１０５からのＩＤ要求メッセージに対して携帯電話１１０から返信されたＩＤ応答メッセージに含まれるＩＭＳＩを、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩと比較した。ところで、ＬＴＥにおいては、アタッチ要求メッセージの中に、携帯電話１１０のＩＭＳＩが含まれている場合がある。従って、この場合には、判定部１３１は、アタッチ要求メッセージに含まれるＩＭＳＩを、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩと比較することができる。

図１６は、非登録端末である携帯電話１１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れについての第５の例を示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆに、アタッチ要求メッセージが送信される。

次にステップＳＰ２において、処理部１３０は、アタッチ要求メッセージ内の所定のパラメータ（具体的には、EPS mobile identity IE の中の Type of identity）をチェックする。このパラメータの値が所定値（００１）である場合には、そのアタッチ要求メッセージの中に、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩが含まれていることとなる。

この場合は、次にステップＳＰ３において、判定部１３１は、アタッチ要求メッセージからＩＭＳＩを抽出し、そのＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かを判定する。携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩは登録部１３２に登録されていないため、判定部１３１による判定の結果は「ＮＧ」となる。

次にステップＳＰ４において、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに、アタッチ拒否メッセージが送信される。また、上記と同様に、アタッチ拒否理由として、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知する。これにより、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図１の例では、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外にマクロセル１０３Ｍ内にも位置しているため、携帯電話１１０Ｙはマクロセル１０３Ｍにキャンプすることとなる。なお、上記と同様に、アタッチ拒否理由としては、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループに属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知しても良い。

なお、図１６に示したように、非登録端末である携帯電話１１０Ｙと移動体通信ネットワーク１０５との間での、ＩＤ要求メッセージ及びＩＤ応答メッセージの送受信や、認証要求メッセージ及び認証応答メッセージの送受信等は省略することが可能である。

図１７は、図１６に示した例を、図１１〜１５に示した例と組み合わせて適用した場合の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＨ１→Ｈ２→Ｈ３→Ｈ４の処理の流れは、図１６に示したステップＳＰ１→ＳＰ２→ＳＰ３→ＳＰ４の処理の流れと同様である。

アタッチ要求メッセージにＩＭＳＩが含まれていない場合（つまりステップＨ２における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、アタッチ要求メッセージがフェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信された後、図１１〜１５に示したステ
ップＳＰ２と同様の処理が行われる。これにより、ステップＨ６においてフェムトセル基地局１０１Ｆは、携帯電話１１０からＩＤ応答メッセージを受信する。

アタッチ要求メッセージから抽出したＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致する場合（つまりステップＨ３における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、次にステップＨ５において処理部１３０は、ＩＭＳＩのチェックが完了したこと（及びそのチェック結果が「ＯＫ」であること）を、所定のフラグ情報として保持する。その後、アタッチ要求メッセージがフェムトセル基地局１０１Ｆから移動体通信ネットワーク１０５に送信された後、図１１〜１５に示したステップＳＰ２と同様の処理が行われる。これにより、ステップＨ６においてフェムトセル基地局１０１Ｆは、携帯電話１１０からＩＤ応答メッセージを受信する。

ステップＨ８では、図１１〜１５に示したステップＳＰ３と同様の処理が行われる。つまり、ステップＨ６で受信したＩＤ応答メッセージに含まれるＩＭＳＩが、登録部１３２に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かが判定部１３１によって判定される。ステップＨ８における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合には、次にステップＨ９において、図１１に示したステップＳＰ４以降の処理が行われる。一方、ステップＨ８における判定の結果が「ＮＯ」である場合には、次にステップＨ４において、図１２〜１５に示したステップＳＰ４以降の処理が行われる。

このように第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、登録部１３２には、フェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスを許可する携帯電話１１０（つまり携帯電話１１０Ｘ）のＩＭＳＩが予め登録される。また、判定部１３１は、フェムトセル基地局１０１Ｆにアクセスしてきた携帯電話１１０のＩＭＳＩが登録部１３２に登録されているか否かによって、その携帯電話１１０が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する。そして、フェムトセル基地局１０１Ｆにアクセスしてきた携帯電話１１０が判定部１３１によって非登録端末であると判定された場合には、その携帯電話１１０（つまり携帯電話１１０Ｙ）は、フェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが制限される。その結果、第三者の携帯電話１１０Ｙがフェムトセル基地局１０１Ｆに接続されることが回避され、フェムトセル基地局１０１Ｆが同時に通信可能な携帯電話１１０の収容台数が確保されるため、正規ユーザがフェムトセル基地局１０１Ｆを経由した通信を確実に行うことが可能となる。

また、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、処理部１３０は、携帯電話１１０Ｘから受信したＩＭＳＩを、移動体通信ネットワーク１０５内の所定の装置（ＨＬＲ又はＭＭＥ）に登録させるための処理を行う。ＩＭＳＩが登録されることにより、携帯電話１１０Ｘは、フェムトセル基地局１０１Ｆを経由した通信を行うことが可能となる。一方、処理部１３０は、携帯電話１１０Ｙから受信したＩＭＳＩを、移動体通信ネットワーク１０５内の所定の装置（ＨＬＲ又はＭＭＥ）に登録させないための処理を行う。ＩＭＳＩを登録させないことにより、携帯電話１１０Ｙがフェムトセル基地局１０１Ｆを経由した通信を行うことを回避することができる。

また、図５，６，１２，１３に示したように、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、処理部１３０は、移動体通信ネットワーク１０５から携帯電話１１０ＹへのＩＤ要求メッセージに対して、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩとは異なる偽のＩＭＳＩを、携帯電話１１０ＹのＩＭＳＩとして移動体通信ネットワーク１０５に送信する。これにより、その後の認証処理において携帯電話１１０Ｙの認証結果はＮＧとなるため、ＨＬＲ又はＭＭＥへの携帯電話１１０Ｙの登録を拒否させることが可能となる。

また、図６〜８，１３〜１５に示したように、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、処理部１３０は、移動体通信ネットワーク１０５から携帯電話１１０Ｙへの認証要求メッセージに対して、携帯電話１１０Ｙからの認証応答値とは異なる偽の認証応答値を、携帯電話１１０Ｙの認証応答値として移動体通信ネットワーク１０５に送信する。これにより、携帯電話１１０Ｙの認証結果はＮＧとなるため、ＨＬＲ又はＭＭＥへの携帯電話１１０Ｙの登録を拒否させることが可能となる。

また、図６，８，１３，１５に示したように、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、処理部１３０は、携帯電話１１０Ｙへの認証要求メッセージの送信を省略する。携帯電話１１０Ｙに関する認証結果はＮＧとなることが分かっているため、認証要求メッセージを携帯電話１１０Ｙに送信しなくても特に不都合はない。携帯電話１１０Ｙへの認証要求メッセージの送信（及びそれに対する認証応答値の受信）を省略することにより、フェムトセル基地局１０１Ｆと携帯電話１１０Ｙとの間の通信データ量の削減を図ることが可能となる。

また、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、ＨＬＲ又はＭＭＥへの携帯電話１１０Ｙの登録を拒否する場合には、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではないことを拒否理由とする位置登録拒否メッセージ又はアタッチ拒否メッセージが、携帯電話１１０Ｙに送信される。そのため、これらの拒否メッセージを受信した携帯電話１１０Ｙは、フェムトセル１０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。従って、携帯電話１１０Ｙがフェムトセル１０３Ｆ以外のセル（例えばマクロセル１０３Ｍ）内にも位置している場合には、携帯電話１１０Ｙは、マクロセル１０３Ｍを最適セルとして特定することとなり、マクロセル基地局１０１Ｍを経由した通信を行うことが可能となる。

また、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、ＨＬＲ又はＭＭＥへの携帯電話１１０Ｙの登録を拒否する場合には、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループ（ＣＳＧ）に属さないことを拒否理由とする位置登録拒否メッセージ又はアタッチ拒否メッセージが、携帯電話１１０Ｙに送信される。そのため、これらの拒否メッセージを受信した携帯電話１１０Ｙは、フェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスを断念して、フェムトセル１０３Ｆ以外のセルのサーチを開始する。従って、携帯電話１１０Ｙがフェムトセル１０３Ｆ以外のセル（例えばマクロセル１０３Ｍ）内にも位置している場合には、携帯電話１１０Ｙは、マクロセル１０３Ｍを最適セルとして特定することとなり、マクロセル基地局１０１Ｍを経由した通信を行うことが可能となる。

また、図９，１０，１６，１７に示したように、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、位置登録要求メッセージ（トラッキングエリアの更新要求メッセージ）又はアタッチ要求メッセージ内にＩＭＳＩが含まれる場合には、判定部１３１は、そのＩＭＳＩに基づいて、携帯電話１１０が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する。その判定の結果、携帯電話１１０が非登録端末である場合には、移動体通信ネットワーク１０５と携帯電話１１０Ｙとの間で、ＩＤ要求メッセージ及びその応答メッセージや、認証要求メッセージ及びその応答メッセージの送受信を行う必要がない。その結果、通信データ量の削減を図ることが可能となる。

また、第１の実施の形態に係るフェムトセル基地局１０１Ｆによれば、各携帯電話１１０に固有のＩＭＳＩを固有識別情報として用いることにより、判定部１３１によって既登録端末と非登録端末とを正確に判定することが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
上記第１の実施の形態では、ＬＴＥに対応するフェムトセル基地局１０１Ｆについて説明したが、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）に対応するフェムトセル基地局１０１Ｆに対して本発明を適用することも可能である。

図１８は、回線交換ドメイン（ＣＳドメイン）に関して、既登録端末である携帯電話１１０Ｘから位置登録要求があった場合の処理の流れを簡略的に示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＨＬＲ）に、位置登録要求メッセージ（Location Updating Request）が送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、位置登録受付メッセージ（Location Updating Accept）が送信される。

図１９は、ＣＳドメインに関して、非登録端末である携帯電話１１０Ｙから位置登録要
求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＨＬＲ）に、位置登録要求メッセージが送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、位置登録拒否メッセージ（Location Updating Reject）が送信される。なお、上記第１の実施の形態と同様に、位置登録の拒否理由として、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知する。これにより、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図１の例では、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル１０３Ｆ以外にマクロセル１０３Ｍ内にも位置しているため、携帯電話１１０Ｙはマクロセル１０３Ｍにキャンプすることとなる。また、上記と同様に、位置登録の拒否理由としては、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループに属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知しても良い。

なお、ＣＳドメインに関して、携帯電話１１０からアタッチ要求（Attach Request）があった場合も、図１８，１９と同様に処理することが可能である。アタッチ要求においては、携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩが、ＨＬＲではなくＭＳＣ（Mobile Services Switching Center）に登録される。

図２０は、パケット交換ドメイン（ＰＳドメイン）に関して、既登録端末である携帯電
話１１０Ｘからアタッチ要求があった場合の処理の流れを簡略的に示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＳＧＳＮ：Serving GPRS Support Node）に、アタッチ要求メッセージ（Attach Request）が送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｘに、アタッチ受付メッセージ（Attach Accept）が送信される。また、携帯電話１１０Ｘからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５に、アタッチ完了メッセージ（Attach Complete）が送信される。

図２１は、ＰＳドメインに関して、非登録端末である携帯電話１１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話１１０Ｙからフェムトセル基地局１０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク１０５（具体的にはＳＧＳＮ）に、アタッチ要求メッセージが送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク１０５からフェムトセル基地局１０１Ｆを介して携帯電話１１０Ｙに、アタッチ拒否メッセージ（Attach Reject）が送信される。なお、上記と同様に、アタッチの拒否理由として、フェムトセル１０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知する。また、上記と同様に、携帯電話１１０Ｙはフェムトセル基地局１０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループに属さない旨の拒否理由（Reject
Cause No.25）を、フェムトセル基地局１０１Ｆから携帯電話１１０Ｙに通知しても良い。

なお、ＰＳドメインに関して、携帯電話１１０から位置登録要求（Routing Area Updating Request）があった場合も、図２０，２１と同様に処理することが可能である。位置登録要求においては、携帯電話１１０ＸのＩＭＳＩが、ＳＧＳＮではなくＨＬＲに登録される。

また、図１９，２１では、図５に示した例に対応する処理シーケンスを示したが、第２の実施の形態においても、図６〜１０に示した処理シーケンスを採用することが可能である。

＜第３の実施の形態＞
図２２は、本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの全体構成を概略的に示す図である。小型基地局２０１Ｆは、例えばユーザの自宅内に設置されている。小型基地局２０１Ｆは、半径が数メートルないし数十メートル程度の極小セルを通信エリアとする。また、小型基地局２０１Ｆにおいては、同時に通信可能な携帯電話の台数（収容台数）が数台程度（例えば８台）に限定されている。以下、本明細書においては、小型基地局の通信エリアを「フェムトセル」と称し、小型基地局を「フェムトセル基地局」と称する。図２２を参照して、フェムトセル基地局２０１Ｆの周囲には、フェムトセル基地局２０１Ｆの通信エリアであるフェムトセル２０３Ｆが規定される。マクロセル基地局２０１Ｍは、例えば屋外に設置されている。マクロセル基地局２０１Ｍの周囲には、マクロセル基地局２
０１Ｍの通信エリアであるマクロセル２０３Ｍが規定される。

図２２に示した例では、フェムトセル２０３Ｆはマクロセル２０３Ｍ内に含まれている。従って、フェムトセル２０３Ｆ内に位置する携帯電話２１０（図２２における参照符号２１０Ｘ，２１０Ｙ）は、フェムトセル基地局２０１Ｆのアンテナ２０２Ｆとの間で電波の送受信を行うことが可能であるとともに、マクロセル基地局２０１Ｍのアンテナ２０２Ｍとの間で電波の送受信を行うことも可能である。以下の説明では、携帯電話２１０Ｘは、フェムトセル基地局２０１Ｆの正規ユーザが有する携帯電話であり、携帯電話２１０Ｙは、フェムトセル基地局２０１Ｆの正規ユーザではない第三者が有する携帯電話であるものとする。

マクロセル基地局２０１Ｍは、通信回線２０４を介して、携帯電話事業者の移動体通信ネットワーク２０５に接続されている。フェムトセル基地局２０１Ｆは、光ファイバ又はメタルケーブル等の有線通信回線２０６を介して、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク２０７に接続されている。ＩＰネットワーク２０７は、ゲートウェイ２０８を介して移動体通信ネットワーク２０５に接続されている。

図２３は、フェムトセル基地局２０１Ｆの構成を示すブロック図である。フェムトセル基地局２０１Ｆは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応した基地局である。ＬＴＥでは、下りリンクの無線アクセス方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されており、上りリンクの無線アクセス方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier − Frequency Division Multiple Access）が採用されている。

フェムトセル基地局２０１Ｆは、図２２に示したアンテナ２０２Ｆとして、複数個のアンテナ素子を有するアレーアンテナを備えて構成されている。図２３に示した例では、アンテナ２０２Ｆは、２個のアンテナ素子２０２ＦＡ，２０２ＦＢを有している。但し、アンテナ素子の個数は３個以上であっても良い。ＬＴＥでは、通常は４個のアンテナ素子が設けられる。

また、図２３の接続関係で示すように、フェムトセル基地局２０１Ｆは、ＲＦ（Radio Frequency）受信処理部２１Ａ，２１Ｂ、ＳＣ−ＦＤＭＡ処理部２２、ユーザデータ抽出部２３、電波到来方向特定部２４、ビーム制御部２５、プロトコル変換部２６、ＯＦＤＭＡ処理部２７、及びＲＦ送信処理部２８Ａ，２８Ｂを備えて構成されている。ユーザデータ抽出部２３は、判定部３０及び登録部３１を有している。ビーム制御部２５は、ウエイト決定部３２及びウエイト乗算部３３を有している。

ＲＦ受信処理部２１Ａは、アンテナ素子２０２ＦＡによって受信された信号Ｓ０Ａに対して、周波数変換及びＡＤ（Analog - to - Digital）変換等の所定の受信処理を行う。同様に、ＲＦ受信処理部２１Ｂは、アンテナ素子２０２ＦＢによって受信された信号Ｓ０Ｂに対して所定の受信処理を行う。

ＳＣ−ＦＤＭＡ処理部２２は、ＲＦ受信処理部２１Ａ，２１Ｂから入力された信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂに基づいて、通常のＳＣ−ＦＤＭＡ受信処理を行う。

プロトコル変換部２６は、ＳＣ−ＦＤＭＡ処理部２２から入力された、携帯電話に対応するプロトコルの信号Ｓ２を、ＩＰネットワーク２０７に対応するプロトコルの信号Ｓ３に変換する。信号Ｓ３は、移動体通信ネットワーク２０５に向けて送信される。また、プロトコル変換部２６は、移動体通信ネットワーク２０５から受信した、ＩＰネットワーク２０７に対応するプロトコルの信号Ｓ８を、携帯電話に対応するプロトコルの信号Ｓ９に変換する。

ＯＦＤＭＡ処理部２７は、プロトコル変換部２６から入力された信号Ｓ９に基づいて、通常のＯＦＤＭＡ送信処理を行う。ＯＦＤＭＡ処理部２７からは、アンテナ素子２０２ＦＡから送信するための信号Ｓ１０Ａと、アンテナ素子２０２ＦＢから送信するための信号Ｓ１０Ｂとが出力される。

ＲＦ送信処理部２８Ａは、ビーム制御部２５から入力された信号Ｓ１１Ａに対して、ＤＡ（Digital - to - Analog）変換及び周波数変換等の所定の送信処理を行う。同様に、ＲＦ送信処理部２８Ｂは、ビーム制御部２５から入力された信号Ｓ１１Ｂに対して所定の送信処理を行う。

ユーザデータ抽出部２３には、プロトコル変換部２６から、携帯電話２１０のＵＥ（User Equipment）情報に関する信号Ｓ１３が入力される。ユーザデータ抽出部２３は、信号Ｓ１３に基づいて、携帯電話２１０に割り当てられている周波数−時間リソースを特定する。つまり、無線フレーム内における携帯電話２１０に対応するユーザデータの位置を特定する。

また、ユーザデータ抽出部２３には、ＲＦ受信処理部２１Ａ，２１Ｂから信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂがそれぞれ入力される。ユーザデータ抽出部２３は、信号Ｓ１３に基づいて位置を特定したユーザデータを、信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂの中から抽出する。つまり、信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂの無線フレームの中から、携帯電話２１０に対応するユーザデータを抽出する。信号Ｓ１Ａから抽出されたユーザデータは、信号Ｓ４Ａとして電波到来方向特定部２４に入力される。また、信号Ｓ１Ｂから抽出されたユーザデータは、信号Ｓ４Ｂとして電波到来方向特定部２４に入力される。

登録部３１には、フェムトセル基地局２０１Ｆへのアクセスを許可する携帯電話２１０（この例では携帯電話２１０Ｘ）のＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）が、予め登録されている。登録部３１へのＩＭＳＩの登録方法は任意である。例えば、フェムトセル基地局２０１Ｆの購入時に購入店舗の専用端末を用いて登録することが可能である。あるいは、フェムトセル基地局２０１Ｆを自宅内に設置した後に、専用のアプリケーションソフトウェアを用いてインターネット経由で登録することも可能である。あるいは、フェムトセル基地局２０１Ｆに携帯電話２１０Ｘを有線又は無線で接続することによって、携帯電話２１０ＸのＩＭＳＩを登録することも可能である。

判定部３０は、信号Ｓ１Ａ又は信号Ｓ１Ｂから抽出したＩＭＳＩと、登録部３１に登録されているＩＭＳＩとを比較する。そして、判定部３０は、信号Ｓ１Ａ又は信号Ｓ１Ｂから抽出したＩＭＳＩが、登録部３１に登録されているＩＭＳＩに一致する場合には、携帯電話２１０は既登録端末（つまり正規ユーザが有する携帯電話２１０Ｘ）であると判定する。一方、判定部３０は、信号Ｓ１Ａ又は信号Ｓ１Ｂから抽出したＩＭＳＩが、登録部３１に登録されているＩＭＳＩに一致しない場合には、携帯電話２１０は非登録端末（つまり第三者が有する携帯電話２１０Ｙ）であると判定する。判定部３０による判定の結果は、信号Ｓ６として出力される。

電波到来方向特定部２４は、信号Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂ間の位相差又は信号強度差等を用いた任意の電波到来方向推定アルゴリズムによって、信号Ｓ４Ａ，Ｓ４Ｂに基づいて携帯電話２１０からの電波到来方向（ＤＯＡ：Direction Of Arrival）を特定する。つまり、フェムトセル基地局２０１Ｆを基準として携帯電話２１０が位置している方向を特定する。電波到来方向特定部２４によって特定された携帯電話２１０からの電波到来方向は、信号Ｓ５として出力される。

ビーム制御部２５は、信号Ｓ５，Ｓ６に基づいて、アンテナ２０２Ｆの指向性を制御する。具体的に、ウエイト決定部３２は、信号Ｓ５で与えられる方向に既登録端末（携帯電話２１０Ｘ）が位置している場合には、その方向に対してアンテナ２０２Ｆからの送信ビームのピーク（ビーム強度が最も高い点）が指向されるようなウエイトを決定する。一方、信号Ｓ５で与えられる方向に非登録端末（携帯電話２１０Ｙ）が位置している場合には、その方向に対してアンテナ２０２Ｆからの送信ビームのヌル（ビーム強度が最も低い点）が指向されるようなウエイトを決定する。ウエイト決定部３２によって決定されたウエイトは、信号Ｓ７としてウエイト乗算部３３に入力される。ウエイト乗算部３３は、ウエイト決定部３２によって決定されたウエイトを信号Ｓ１０Ａ，Ｓ１０Ｂに乗算することにより、信号Ｓ１１Ａ，Ｓ１１Ｂを出力する。

図２４は、ウエイト決定部３２及びウエイト乗算部３３の第１の構成例を示すブロック図である。ウエイト決定部３２は演算部４０を有している。演算部４０は、信号Ｓ５，Ｓ６に基づいて、信号Ｓ１０Ａに乗ずるウエイトと信号Ｓ１０Ｂに乗ずるウエイトとを演算によって求める。信号Ｓ１０Ａに乗ずるウエイトは信号Ｓ７Ａとして出力され、信号Ｓ１０Ｂに乗ずるウエイトは信号Ｓ７Ｂとして出力される。

ウエイト乗算部３３は、乗算器４１Ａ，４１Ｂを有している。乗算器４１Ａは、信号Ｓ１０Ａと信号Ｓ７Ａとを乗算することにより、信号Ｓ１１Ａを出力する。乗算器４１Ｂは、信号Ｓ１０Ｂと信号Ｓ７Ｂとを乗算することにより、信号Ｓ１１Ｂを出力する。

図２５は、ウエイト決定部３２及びウエイト乗算部３３の第２の構成例を示すブロック図である。ウエイト決定部３２は、記憶部４２及び選択部４３を有している。記憶部４２には、既登録端末又は非登録端末の台数や位置する方向の様々な組合せを想定して、各アンテナ素子２０２ＦＡ，２０２ＦＢの出力に乗じるウエイトに関する複数のパターンが予め記憶されている。選択部４３は、信号Ｓ５，Ｓ６に基づいて、記憶部４２に記憶されている複数のパターンの中から最適なウエイトを選択する。信号Ｓ１０Ａに乗ずるウエイトは信号Ｓ７Ａとして出力され、信号Ｓ１０Ｂに乗ずるウエイトは信号Ｓ７Ｂとして出力される。ウエイト乗算部３３の構成は図２４と同様である。

図２６は、ＬＴＥにおける接続処理の流れを概略的に示す図である。まず、セルサーチによって、搬送波周波数の同期、無線フレームの同期、及びセルＩＤの特定等の処理が行われる。その後、マスタ情報ブロック（ＭＩＢ）及びシステム情報ブロック（ＳＩＢ）等のシステム情報が、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０に送信される。また、周辺セルサーチによって、より最適なセルの探索が定期的に実行される。

次に、ランダムアクセスによって、送信タイミングの補正が行われる。具体的には、携帯電話２１０は、フェムトセル基地局２０１Ｆから受信したＳＩＢに基づいて固有のプリアンブル系列を生成し、フェムトセル基地局２０１Ｆに向けて送信する。フェムトセル基地局２０１Ｆは、受信したプリアンブル系列に基づいて送信タイミングの補正値を算出し、その補正値を携帯電話２１０に送信する。携帯電話２１０は、受信した補正値に基づいて送信タイミングを補正する。また、衝突判定を行うためのＣＲ−ＩＤ（Contention Resolution - IDentifier）が、携帯電話２１０からフェムトセル基地局２０１Ｆに送信される。フェムトセル基地局２０１Ｆは、ＣＲ−ＩＤを正常に受信した場合には、そのＣＲ−ＩＤを携帯電話２１０に返信するとともに、セル内で携帯電話２１０を特定するための固有のＩＤ（Ｃ−ＲＮＴＩ：Cell - Radio Network Temporary Identifier）を携帯電話２１０に送信する。

次に、ＲＲＣ（Radio Resource Control）接続によって、ベアラの確立と無線リソースの割当とが行われる。具体的には、まず、携帯電話２１０からフェムトセル基地局２０１
ＦにＲＲＣ接続要求信号が送信される。ＲＲＣ接続要求信号を受けたフェムトセル基地局２０１Ｆは、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ１）を確立するための設定情報を、携帯電話２１０に送信する。携帯電話２１０は、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ１）の確立が完了すると、設定完了信号をフェムトセル基地局２０１Ｆに送信する。その後、フェムトセル基地局２０１Ｆは、セキュリティモードを設定するための設定情報を、携帯電話２１０に送信する。携帯電話２１０は、セキュリティモードの設定が完了すると、設定完了信号をフェムトセル基地局２０１Ｆに送信する。次に、フェムトセル基地局２０１Ｆは、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ２）とデータ信号用ベアラ（ＤＲＢ）とを確立するための設定情報を、携帯電話２１０に送信する。携帯電話２１０は、制御信号用ベアラ（ＳＲＢ２）及びデータ信号用ベアラの確立が完了すると、設定完了信号をフェムトセル基地局２０１Ｆに送信する。

次に、携帯電話２１０と移動体通信ネットワーク２０５との間での接続（ＵＥ−網間接続）が行われる。このＵＥ−網間接続には、位置登録（つまりトラッキングエリアの更新）、アタッチ、呼接続、及び呼解放等の処理が含まれる。

図２７は、既登録端末である携帯電話２１０Ｘから位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５（具体的にはＨＬＲ（Home Location Register））に、トラッキングエリアの更新要求信号（Tracking Area Update Request）が送信される。

次にステップＳＰ２において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、ＩＭＳＩを求めるためのＩＤ要求信号（Identity
Request）が送信される。次に、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆに、ＩＤ応答信号（Identity Response）が送信される。このＩＤ応答信号には、携帯電話２１０ＸのＩＭＳＩが含まれている。

次にステップＳＰ３において、判定部３０（図２３参照）は、受信したＩＤ応答信号に含まれるＩＭＳＩが、登録部３１に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かを判定する。携帯電話２１０ＸのＩＭＳＩは登録部３１に既に登録されているため、判定部３０による判定の結果は「ＯＫ」となる。

この場合、次にステップＳＰ４において、フェムトセル基地局２０１Ｆから移動体通信ネットワーク２０５に、携帯電話２１０Ｘから受信したＩＤ応答信号が送信される。

次にステップＳＰ５において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、認証要求信号（Authentication Request）が送信される。また、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５に、認証応答信号（Authentication Response）が送信される。

次にステップＳＰ６において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、セキュリティモードを設定するための設定情報（Security Mode Command）が送信される。また、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５に、セキュリティモードの設定完了信号（Security Mode Complete）が送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク２０５（具体的にはＥＰＣ（Evolved Packet Core））からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、ＧＵＴＩ（Global Unique Temporary Identifier）を再割当するための設定情報（GUTI Reallocation Command）が送信される。また、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局
２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５に、ＧＵＴＩの再割当の完了信号（GUTI
Reallocation Complete）が送信される。

次にステップＳＰ８において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、トラッキングエリアの更新受付信号（Tracking Area Update Accept）が送信される。また、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５に、トラッキングエリアの更新完了信号（Tracking Area Update Complete）が送信される。

ステップＳＰ８まで処理が進む間に、フェムトセル基地局２０１Ｆは様々な信号を携帯電話２１０Ｘから受信している。そこで、次にステップＳＰ９において、電波到来方向特定部２４（図２３参照）は、携帯電話２１０Ｘからの電波到来方向を特定する。また、ウエイト決定部３２は、携帯電話２１０Ｘの電波到来方向に対してアンテナ２０２Ｆからの送信ビームのピークが指向されるようなウエイトを決定する。次回のセルサーチ（図２６参照）以降の処理においてフェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｘに送信される信号には、このウエイトがウエイト乗算部３３によって乗算される。つまり、携帯電話２１０Ｘに対して送信ビームのピークが指向されるようにアンテナ２０２Ｆの指向性が制御された後に、次回以降のセルサーチ、ランダムアクセス、ＲＲＣ接続、及びＵＥ−網間接続が行われる。

図２８は、非登録端末である携帯電話２１０Ｙから位置登録要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話２１０Ｙからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５（具体的にはＨＬＲ）に、トラッキングエリアの更新要求信号（Tracking Area Update Request）が送信される。

次にステップＳＰ２において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｙに、ＩＭＳＩを求めるためのＩＤ要求信号（Identity
Request）が送信される。次に、携帯電話２１０Ｙからフェムトセル基地局２０１Ｆに、ＩＤ応答信号（Identity Response）が送信される。このＩＤ応答信号には、携帯電話２１０ＹのＩＭＳＩが含まれている。

次にステップＳＰ３において、判定部３０（図２３参照）は、受信したＩＤ応答信号に含まれるＩＭＳＩが、登録部３１に登録されているＩＭＳＩに一致するか否かを判定する。携帯電話２１０ＹのＩＭＳＩは登録部３１に登録されていないため、判定部３０による判定の結果は「ＮＧ」となる。

この場合、次にステップＳＰ４において、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに、トラッキングエリアの更新拒否信号（Tracking Area Update Reject）が送信される。ここで、フェムトセル２０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause
No.15）をフェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに通知することにより、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル２０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図２２の例では、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル２０３Ｆ以外にマクロセル２０３Ｍ内にも位置しているため、携帯電話２１０Ｙはマクロセル２０３Ｍにキャンプすることとなる。なお、トラッキングエリアの更新拒否理由としては、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル基地局２０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループ（ＣＳＧ：Closed Subscriber Group）に属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに通知しても良い。

ステップＳＰ４まで処理が進む間に、フェムトセル基地局２０１Ｆは様々な信号を携帯電話２１０Ｙから受信している。そこで、次にステップＳＰ５において、電波到来方向特
定部２４（図２３参照）は、携帯電話２１０Ｙからの電波到来方向を特定する。また、ウエイト決定部３２は、携帯電話２１０Ｙの電波到来方向に対してアンテナ２０２Ｆからの送信ビームのヌルが指向されるようなウエイトを決定する。次回のセルサーチ（図２６参照）においてフェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに送信される信号には、このウエイトがウエイト乗算部３３によって乗算される。ヌルが指向されることによって、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル基地局２０１Ｆから同期チャネルやシステム情報を受信しない。

以上の説明では、携帯電話２１０からトラッキングエリアの更新要求（位置登録要求）があった場合の処理について述べたが、携帯電話２１０からアタッチ要求（Attach Request）があった場合も、上記と同様に処理することが可能である。アタッチ要求においては、携帯電話２１０ＸのＩＭＳＩが、ＨＬＲではなくＭＭＥ（Mobility Management Entity）に登録される。

図２９は、既登録端末である携帯電話２１０Ｘからアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５（具体的にはＭＭＥ）に、アタッチ要求信号（Attach Request）が送信される。

次にステップＳＰ７において、移動体通信ネットワーク２０５（具体的にはＥＰＣ（Evolved Packet Core））からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、ＧＵＴＩを再割当するための設定情報（GUTI Reallocation Command）が送信される。また、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５に、ＧＵＴＩの再割当の完了信号（GUTI Reallocation Complete）が送信される。

次にステップＳＰ８において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｘに、アタッチ受付信号（Attach Accept）が送信される。また、携帯電話２１０Ｘからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５に、アタッチ完了信号（Attach Complete）が送信される。

図３０は、非登録端末である携帯電話２１０Ｙからアタッチ要求があった場合の処理の流れを示す図である。まずステップＳＰ１において、携帯電話２１０Ｙからフェムトセル基地局２０１Ｆを介して移動体通信ネットワーク２０５（具体的にはＭＭＥ）に、アタッチ要求信号が送信される。

次にステップＳＰ２において、移動体通信ネットワーク２０５からフェムトセル基地局２０１Ｆを介して携帯電話２１０Ｙに、ＩＭＳＩを求めるためのＩＤ要求信号が送信される。次に、携帯電話２１０Ｙからフェムトセル基地局２０１Ｆに、ＩＤ応答信号が送信される。このＩＤ応答信号には、携帯電話２１０ＹのＩＭＳＩが含まれている。

この場合、次にステップＳＰ４において、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに、アタッチ拒否信号（Attach Reject）が送信される。ここで、フェムトセル２０３Ｆは最適セルではない旨の拒否理由（Reject Cause No.15）をフェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに通知することにより、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル２０３Ｆ以外の最適セルをサーチする。図２２の例では、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル２０３Ｆ以外にマクロセル２０３Ｍ内にも位置しているため、携帯電話２１０Ｙはマクロセル２０３Ｍにキャンプすることとなる。なお、上記と同様に、アタッチ拒否理由としては、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル基地局２０１Ｆへのアクセスが許可された端末グループ（ＣＳＧ）に属さない旨の拒否理由（Reject Cause No.25）を、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに通知しても良い。

ステップＳＰ４まで処理が進む間に、フェムトセル基地局２０１Ｆは様々な信号を携帯電話２１０Ｙから受信している。そこで、次にステップＳＰ５において、電波到来方向特定部２４（図２３参照）は、携帯電話２１０Ｙからの電波到来方向を特定する。また、ウエイト決定部３２は、携帯電話２１０Ｙの電波到来方向に対してアンテナ２０２Ｆからの送信ビームのヌルが指向されるようなウエイトを決定する。次回のセルサーチ（図２６参照）においてフェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに送信される信号には、このウエイトがウエイト乗算部３３によって乗算される。ヌルが指向されることによって、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル基地局２０１Ｆから同期チャネルやシステム情報を受
信しない。

図３１は、ビーム制御部２５によって指向性が制御されたアンテナ２０２Ｆの一定時間毎の送信ビームを重ね合わせた模式図である。ビーム制御部２５は、時分割によって、携帯電話２１０Ｘ，２１０Ｙの各々に対応する送信ビームを形成する。図３１の（Ａ）には携帯電話２１０Ｘに対応する送信ビームを示しており、図３１の（Ｂ）には携帯電話２１０Ｙに対応する送信ビームを示している。図３１の（Ａ）に示すように、既登録端末である携帯電話２１０Ｘからの電波到来方向に対しては、送信ビームのピークが指向されている。但し、必ずしもピーク（最大値）が指向される必要はなく、携帯電話２１０Ｘからの電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度（例えば、平均強度等の基準強度）よりも高い強度のビームが指向されれば良い。また、図３１の（Ｂ）に示すように、非登録端末である携帯電話２１０Ｙからの電波到来方向に対しては、送信ビームのヌルが指向されている。但し、必ずしもヌル（最小値）が指向される必要はなく、携帯電話２１０Ｙからの電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビームが指向されれば良い。なお、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０Ｙに向けて同期チャネルが送信されるタイミングで、図３１の（Ｂ）に示した指向性パターンのビームが送信されることにより、携帯電話２１０Ｙはフェムトセル基地局２０１Ｆから同期チャネルを受信しない。

第３の実施の形態に係るフェムトセル基地局２０１Ｆによれば、フェムトセル基地局２０１Ｆにアクセスしてきた携帯電話２１０Ｙが判定部３０によって非登録端末であると判定された場合には、ビーム制御部２５は、電波到来方向特定部２４によって特定された携帯電話２１０Ｙからの電波到来方向に対してヌルを指向する。非登録端末である携帯電話２１０Ｙに対してヌルを指向することにより、フェムトセル基地局２０１Ｆからその携帯電話２１０Ｙへの電波強度が弱くなるため、その携帯電話２１０Ｙはフェムトセル基地局２０１Ｆを経由した通信を行うことができない。その結果、第三者の携帯電話２１０Ｙがフェムトセル基地局２０１Ｆに接続されることが回避され、フェムトセル基地局２０１Ｆが同時に通信可能な携帯電話２１０の収容台数が確保されるため、正規ユーザがフェムトセル基地局２０１Ｆを経由した通信を確実に行うことが可能となる。

また、第３の実施の形態に係るフェムトセル基地局２０１Ｆによれば、フェムトセル基地局２０１Ｆにアクセスしてきた携帯電話２１０Ｘが判定部３０によって既登録端末であると判定された場合には、ビーム制御部２５は、電波到来方向特定部２４によって特定された携帯電話２１０Ｘからの電波到来方向に対してピークを指向する。既登録端末である携帯電話２１０Ｘに対してピークを指向することにより、フェムトセル基地局２０１Ｆからその携帯電話２１０Ｘへの電波強度が強くなる。そのため、マクロセル基地局２０１Ｍからの電波が届いている場合であっても、その携帯電話２１０Ｘを、マクロセル基地局２０１Ｍではなくフェムトセル基地局２０１Ｆに確実に接続させることができる。その結果、正規ユーザは、フェムトセル基地局２０１Ｆを経由した通信における恩恵（例えば低額通信サービス）を確実に受けることが可能となる。

また、第３の実施の形態に係るフェムトセル基地局２０１Ｆによれば、各携帯電話２１０に固有のＩＭＳＩを固有識別情報として用いることにより、判定部３０によって既登録端末と非登録端末とを正確に判定することが可能となる。また、フェムトセル基地局２０１Ｆから携帯電話２１０に対してＩＭＳＩを要求することにより、携帯電話２１０から応答されたＩＭＳＩを用いて、判定部３０が判定処理を行うことが可能となる。

また、図２４に示したウエイト決定部３２によれば、各アンテナ素子２０２ＦＡ，２０２ＦＢの出力に乗じるウエイトを演算部４０の演算によって求めるため、予め準備した複数のパターンの中から最適なウエイトを選択する場合（図２５）と比較すると、ビームフ
ォーミングの方向精度を向上することが可能となる。

また、図２５に示したウエイト決定部３２によれば、予め記憶部４２に記憶しておいた複数のパターンの中から最適なウエイトを選択部４３によって選択するため、演算回路の回路規模を削減することが可能となる。

なお、図２３に示したユーザデータ抽出部２３、電波到来方向特定部２４、及びウエイト決定部３２は、必ずしもフェムトセル基地局２０１Ｆの内部に実装する必要はなく、フェムトセル基地局２０１Ｆとは別の装置として通信システム内の任意の箇所に実装しても良い。

また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０１Ｆフェムトセル基地局
１０３Ｆフェムトセル
１１０Ｘ，１１０Ｙ携帯電話
１３０処理部
１３１判定部
１３２登録部
２０１Ｆフェムトセル基地局
２０２Ｆアンテナ
２０２ＦＡ，２０２ＦＢアンテナ素子
２０３Ｆフェムトセル
２１０Ｘ，２１０Ｙ携帯電話
２４電波到来方向特定部
２５ビーム制御部
３０判定部
３１登録部
３２ウエイト決定部
３３ウエイト乗算部
４０演算部
４２記憶部
４３選択部

Claims

自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、
前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部と
を備え、
前記判定部による判定結果に基づいて、前記小型基地局への非登録端末のアクセスが制限されることを特徴とする、小型基地局。
移動通信端末から受信した登録要求に基づいて、移動体通信ネットワーク内の所定の装置への当該移動通信端末に関する情報の登録を処理する処理部をさらに備え、
前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって既登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、当該移動通信端末の固有識別情報を前記所定の装置に登録させるための処理を行い、
前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、当該移動通信端末の固有識別情報を前記所定の装置に登録させないための処理を行う、請求項１に記載の小型基地局。
前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、前記移動体通信ネットワークから当該移動通信端末への固有識別情報要求に対して、当該移動通信端末の固有識別情報とは異なる任意の所定値を、当該移動通信端末の固有識別情報として前記移動体通信ネットワークに送信する、請求項２に記載の小型基地局。
前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記処理部は、前記移動体通信ネットワークから当該移動通信端末への認証要求に対して、当該移動通信端末からの認証応答値とは異なる任意の所定値を、当該移動通信端末からの認証応答値として前記移動体通信ネットワークに送信する、請求項２に記載の小型基地局。
前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記小型基地局のセルは最適セルではないことを拒否理由とする登録拒否が、前記小型基地局から当該移動通信端末に送信される、請求項２に記載の小型基地局。
前記登録要求を送信してきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、当該移動通信端末はアクセスが許可された端末グループに属さないことを拒否理由とする登録拒否が、前記小型基地局から当該移動通信端末に送信される、請求項２に記載の小型基地局。
移動通信端末から受信した前記登録要求内に前記固有識別情報が含まれる場合には、前記判定部は、当該固有識別情報に基づいて、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する、請求項２に記載の小型基地局。
前記固有識別情報はＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）である、請求項１に記載の小型基地局。
移動通信端末と、
自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局とを備える通信制御システムであって、
前記小型基地局は、
前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部と
を有し、
前記判定部による判定結果に基づいて、前記小型基地局への非登録端末のアクセスが制限されることを特徴とする、通信制御システム。
自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局であって、
アンテナと、
前記アンテナの指向性を制御する制御部と、
前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、
移動通信端末から前記アンテナへの電波到来方向を特定する特定部と、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部と
を備え、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記制御部は、前記特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビームを指向することを特徴とする、小型基地局。
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が前記判定部によって既登録端末であると判定された場合には、前記制御部は、前記特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも高い強度のビームを指向することを特徴とする、請求項１０に記載の小型基地局。
前記固有識別情報はＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）であり、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末に対して、前記小型基地局は当該移動通信端末のＩＭＳＩを要求する、請求項１０に記載の小型基地局。
前記アンテナは、複数のアンテナ素子を有し、
前記判定部による判定結果と、前記特定部によって特定された電波到来方向とに基づいて、各前記アンテナ素子の出力に乗じるウエイトを演算する演算部をさらに備える、請求項１０に記載の小型基地局。
前記アンテナは、複数のアンテナ素子を有し、
各前記アンテナ素子の出力に乗じるウエイトに関する複数のパターンが記憶される記憶部と、
前記判定部による判定結果と、前記特定部によって特定された電波到来方向とに基づいて、各前記アンテナ素子の出力に乗じるウエイトを前記複数のパターンから選択する選択部と
をさらに備える、請求項１０に記載の小型基地局。
移動通信端末と、
自身の通信圏内に位置している移動通信端末との間で電波の送受信を行う小型基地局とを備える通信制御システムであって、
前記小型基地局は、
前記小型基地局のアンテナの指向性を制御する制御部と、
前記小型基地局へのアクセスを許可する移動通信端末の固有識別情報が登録される登録部と、
移動通信端末から前記アンテナへの電波到来方向を特定する特定部と、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末の固有識別情報が前記登録部に登録されているか否かによって、当該移動通信端末が既登録端末であるか非登録端末であるかを判定する判定部と
を有し、
前記小型基地局にアクセスしてきた移動通信端末が前記判定部によって非登録端末であると判定された場合には、前記制御部は、前記特定部によって特定された当該移動通信端末からの電波到来方向に対して、当該電波到来方向とは異なる方向に関するビーム強度よりも低い強度のビームを指向することを特徴とする、通信制御システム。