TWI829125B - 加快之隧道建立之方法及其使用者設備 - Google Patents
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Abstract
提供一種加快之隧道建立之方法。UE發起與第一非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，其中該第一非3GPP互通閘道器與3GPP網路相關聯。UE在與該第一非3GPP互通閘道器成功建立該IPsec隧道之前，探查與該3GPP網路關聯之第二非3GPP互通閘道器之可用性。UE發起與該第二非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，以回應於與該第一非3GPP互通閘道器建立該IPsec隧道失敗以及該第二非3GPP互通閘道器可用。UE基於與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道進接該3GPP網路。
Description
本申請總體上有關於移動通訊，以及，更具體地，有關於用於透過非第三代合作夥伴計劃（Third Generation Partnership Project，3GPP）互通閘道器進接3GPP網路之加快之隧道建立之方法及其裝置。
在典型之行動通訊環境中，諸如行動電話（也稱為蜂窩電話或小區電話）或平板個人電腦（Personal Computer，PC）之具有無線通訊能力之UE（也稱為行動台（Mobile Station，MS））可以將語音和/或資料訊號發送到一個或複數個行動通訊網路。UE和行動通訊網路之間之無線通訊可以使用各種無線電進接技術（Radio Access Technologies，RAT）執行，包括3GPP規定之RAT（本文稱為3GPP RAT）和3GPP未規定之RAT（本文稱為非3GPP RAT）。
非3GPP RAT可以包括：無線保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）技術、藍牙（Bluetooth，BT）技術、Zigbee技術等，而3GPP RAT可以包括：全球移動通訊系統（Global System for Mobile communication，GSM）技術、通用封包無線電服務（General Packet Radio Service，GPRS）技術、全球演進之增強資料速率（Enhanced Data rates for Global Evolution，EDGE）技術、寬頻分碼多重進接（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）技術、分碼多重進接2000（Code Division Multiple Access 2000，CDMA-2000）技術、分時-同步分碼多重進接（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）技術、長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術、TD-LTE技術、先進之LTE（LTE-Advanced，LTE-A）技術、新無線電（New Radio，NR）技術以及等。具體地，GSM/GPRS/EDGE技術也稱作2G技術；WCDMA/CDMA-2000/TD-SCDMA技術也稱作3G技術；LTE/LTE-A/TD-LTE技術也稱作4G技術以及NR技術也稱作5G技術。
在越來越大之程度上，大多數UE可以支援多種RAT以始終為使用者提供更靈活之行動通訊。例如，UE可以支援一個或複數個3GPP RAT和非3GPP RAT，其中在室內環境中非3GPP RAT可以提供比3GPP RAT更好之服務品質，而在室外環境中3GPP RAT可以提供比非3GPP RAT更好之服務品質。
對於3GPP和非3GPP網路之間之互通性（interoperability），3GPP定義了3GPP和非3GPP網路之間之互通（interworking）模型，其中引入了非3GPP互通閘道器之角色。非3GPP互通閘道器專用於提供在非3GPP無線進接（例如Wi-Fi無線電進接）上UE和3GPP網路之間之安全隧道，以及運營商可以部署複數個非3GPP互通閘道器用於負載平衡或其他目的。
在常規實踐中，當UE被提供複數個非3GPP互通閘道器之資訊時，UE將嘗試一次與一個非3GPP互通閘道器建立安全隧道，並且每次UE將不斷重試僅一個非3GPP互通閘道器，直到達到最大重試次數為止。如果UE在達到最大重試次數之前沒有收到當前非3GPP互通閘道器之任何回應，則繼續嘗試下一個非3GPP互通閘道器。在UE與非3GPP互通閘道器建立安全隧道失敗之情況下，已經觀察到與同一個非3GPP互通閘道器重試之時間段可能長達一分鐘。因此，UE與非3GPP互通閘道器成功建立安全隧道並且透過安全隧道進接3GPP網路以獲得行動業務可能需要較長時間。第1圖為傳統實踐中與複數個非3GPP互通閘道器嘗試建立隧道之示意圖。如第1圖所示，T
fail表示UE在達到最大重試次數之前重試同一個非3GPP互通閘道器並且未能建立安全隧道之時間，如果第四個非3GPP互通閘道係唯一可用之非3GPP互通閘道器，UE可能需要3*T
fail+T
succ（=3*1分鐘+150毫秒）才能透過與非3GPP互通閘道器之安全隧道進接3GPP網路，其中T
succ表示在非3GPP互通閘道器可用時成功與該非3GPP互通閘道器建立安全隧道之時間。
尋求解決方案。
本申請提出了在UE與當前非3GPP互通閘道器成功建立安全隧道之前，透過允許UE開始探查其他非3GPP互通閘道器之可用性來加快隧道建立流程。有利地，UE一與當前非3GPP互通閘道器之隧道建立失敗，UE就可以與另一個已被探查為可用之非3GPP互通閘道器建立安全隧道。相比之下，在傳統實踐中，UE在不知道下一個非3GPP互通閘道器是否可用之情況下，僅簡單地繼續嘗試與下一個非3GPP互通閘道器建立安全隧道，其可能會造成不必要之時間浪費。
在本申請之一方面，提供一種由使用者設備執行之方法。該方法包括以下步驟：發起與第一非3GPP互通閘道器之互聯網協定安全（Internet Protocol secure，IPsec）隧道之建立，其中該第一非3GPP互通閘道器與3GPP網路相關聯；在與該第一非3GPP互通閘道器成功建立該IPsec隧道之前，探查與該3GPP網路關聯之第二非3GPP互通閘道器之可用性；發起與該第二非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，以回應於與該第一非3GPP互通閘道器建立該IPsec隧道失敗以及該第二非3GPP互通閘道器可用；以及基於與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道進接該3GPP網路。
在本申請之另一方面，提供一種包括無線收發器以及控制器之UE。該無線收發器被配置為執行到以及來自非3GPP進接網路之無線發送和接收。該控制器被配置為：經由該無線收發器發起與第一非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，其中該第一非3GPP互通閘道器與3GPP網路相關聯；在與該第一非3GPP互通閘道器成功建立該IPsec隧道之前，經由該無線收發器探查與該3GPP網路關聯之第二非3GPP互通閘道器之可用性；經由該無線收發器發起與該第二非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，以回應於與該第一非3GPP互通閘道器建立該IPsec隧道失敗以及該第二非3GPP互通閘道器可用；以及基於與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道進接該3GPP網路。
在一個示例中，UE開啟第一計時器以回應於發起與該第一非3GPP互通閘道之該IPsec隧道之建立，其中，執行探查該第二非3GPP互通閘道之該可用性之步驟，以回應於該第一計時器到期。
在一個示例中，UE確定其與該第一非3GPP互通閘道器建立該IPsec隧道失敗，以回應於達到與該第一非3GPP互通閘道器進行隧道建立之最大重試次數。
在一個示例中，探查該第二非3GPP互通閘道器之該可用性之步驟包括：向該第二非3GPP互通閘道器發送IKE_SA_INIT請求；以及確定該第二非3GPP互通閘道器係可用的，以回應於接收到來自該第二非3GPP互通閘道器之IKE_SA_INIT回應；或者確定該第二非3GPP互通閘道器係不可用的，以回應於未接收到來自該第二非3GPP互通閘道器之IKE_SA_INIT回應。
在一個示例中，執行確定該第二非3GPP互通閘道器不可用之步驟，以回應於達到發送該IKE_SA_INIT請求之最大重試次數。
在一個示例中，探查該第二非3GPP互通閘道器之該可用性之步驟不包括向該第二非3GPP互通閘道器發送或從該第二非3GPP互通閘道器接收任何IKE_SA_AUTH訊息。
在一個示例中，探查該第二非3GPP互通閘道器之該可用性之步驟進一步包括：開啟第二計時器，以回應於從該第二非3GPP互通閘道器接收到IKE_SA_INIT回應。
在一個示例中，發起與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道之建立不包括向該第二非3GPP互通閘道器發送另一IKE_SA_INIT請求，以回應於在發起與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道之建立之前該第二計時器未到期。替代地，發起與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道之建立包括向該第二非3GPP互通閘道器發送另一IKE_SA_INIT請求，以回應於在發起與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道之建立之前該第二計時器到期。
在一個示例中，該第一非3GPP互通閘道器相比於該第二非3GPP互通閘道器具有更高之優先順序，以及該方法進一步包括：在與該第一非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道成功建立之前，探測第三非3GPP互通閘道器之可用性；其中執行發起與該第二非3GPP互通閘道器之該IPsec隧道之建立之步驟，以回應於該第二非3GPP互通閘道器相比於該第三非3GPP互通閘道器具有更高之優先順序。
在一個示例中，當該3GPP網路為第四代（4G）網路時，該非3GPP互通閘道器為演進封包資料閘道器（evolved Packet Data Gateway，ePDG）；或者，當該3GPP網路為第五代（5G）網路時，該非3GPP互通閘道器為非3GPP互通功能（Non-3GPP Inter-Working Function，N3IWF）。
本申請提出了加快之隧道建立之方法及其使用者設備，透過提前探查非3GPP互通閘道器之可用性，實現更快找到可用之非3GPP互通閘道器之有益效果。
透過閱讀以下與非3GPP互通閘道器之加快之隧道建立以進接3GPP網路之裝置和方法之具體實施例之描述，本申請之其他方面和特徵對於所屬領域具有通常知識者將變得顯而易見。
下文描述之目的在於說明本申請之基本原理，並且不應被視為具有限制意義。應該理解，實施例可以以軟體、硬體、韌體或其任何組合來實現。術語「包含」、「包含」、「包括」和/或「包括」，當在本文中使用時，指定所述特徵、整數、步驟、運作、元件和/或組件之存在，但不排除存在或者添加一個或複數個其他特徵、整數、步驟、運作、元件、組件和/或其組合。
第2圖係依據本申請實施例之行動通訊環境之區塊圖。
如第2圖所示，行動通訊環境100包括使用者設備（User Equipment，UE）110、非3GPP進接網路120、複數個非3GPP互通閘道器130-1~130-4以及3GPP網路140。
UE 110可為功能電話、智慧型電話、平板個人電腦（panel Personal Computer，PC）、膝上型電腦、機器類型通訊（Machine Type Communication，MTC）設備或支援由非3GPP進接網路120和3GPP網路140使用之RAT之任何移動通訊設備。UE 110可以與非3GPP互通閘道130-1～130-4之一建立安全隧道（例如，互聯網協定安全（Internet Protocol secure，IPsec）隧道），並透過安全隧道進接3GPP網路140以獲得行動服務（例如，語音和/或資料服務）。
非3GPP進接網路120可為使用3GPP未規定之RAT之無線網路。例如，具體取決於所使用之RAT，非3GPP進接網路120可為Wi-Fi網路或Wi-Fi網路之任何未來演進、BT網路、Zigbee網路、WiMAX網路或CDMA網路，或固定網路（例如，數位訂閱者線路（Digital Subscriber Line，DSL）網路）。
非3GPP互通閘道器130-1〜130-4中之每一個負責實現非3GPP進接網路120和3GPP網路140之間之互通性。具體地，非3GPP互通閘道器130-1~130-4中之每一個可以使用互聯網金鑰交換版本2（Internet Key Exchange version 2，IKEv2）協定基於非3GPP進接網路120（例如，Wi-Fi進接點（Access Point，AP）在UE 110和3GPP網路140之間提供安全通道。也就是說，每個非3GPP互通閘道器在提供IEKv2信令交換功能時，也可以作為IKEv2伺服器。在一個示例中，如果3GPP網路140為4G網路，則每個非3GPP互通閘道器為演進封包資料閘道（evolved Packet Data Gateway，ePDG）。在另一示例中，如果3GPP網路140為5G網路，則每個非3GPP互通閘道器為非3GPP互通功能（Non-3GPP Inter-Working Function，N3IWF）。
取決於所使用之RAT，3GPP網路140可為4G網路（例如，LTE/LTE-A/TD-LTE網路）或5G網路（例如，NR網路），或5G網路之任何進一步演進。為了進一步闡明，3GPP網路140可以包括進接網路和核心網路（未示出）。進接網路負責處理無線電訊號、終止無線電協定以及將UE 110與核心網路連接（如果UE 110選擇基於3GPP進接來進接3GPP網路140），而核心網路負責執行行動性管理、網路側認證，以及與公共/外部網路之介面，例如，互聯網和/或IP多媒體子系統（IP Multimedia Subsystem，IMS）。
在一個示例中，如果3GPP網路140是4G網路，則進接網路可為演進之通用陸地無線電進接網路（Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN）以及核心網路可為演進封包核心（Evolved Packet Core，EPC）。E-UTRAN可以至少包括演進節點B（evolved NodeB，eNB）（例如，宏eNB、毫微微eNB或微微eNB）。EPC可以包括本地使用者伺服器（Home Subscriber Server，HSS）、移動性管理實體（Mobility Management Entity，MME）、服務閘道（Serving Gateway，S-GW）和封包資料網路閘道（Packet Data Network Gateway，PDN-GW或P-GW）。
在一個實施例中，如果3GPP網路140為5G網路（例如，NR網路），則進接網路可為下一代無線電進接網路（Next Generation Radio Access Network，NG-RAN）以及核心網路可為下一代核心網路（Next Generation Core Network，NG-CN）（即，5G核心網路（5G Core Network，5GC））。NG-RAN可以包括一個或複數個gNB。每個gNB還可以包括一個或多個發送接收點（Transmission Reception Point，TRP），並且每個gNB或TRP可以被稱為形成一個或複數個小區之5G蜂窩站，其中一些gNB功能可能分佈在不同之TRP上，而其他功能可為集中的，保留具體部署之靈活性和範圍以滿足具體情況之要求。NG-CN可以支援各種網路功能，包括AMF、會話管理功能（Session Management Function，SMF）、使用者平面功能（User Plane Function，UPF）、策略控制功能 （Policy Control Function，PCF）、應用功能（Application Function，AF）以及認證伺服器功能（Authentication Server Function，AUSF），其中每個網路功能可以實現為專用硬體上之網路元件，或運行在專用硬體上之軟體實例，或作為在合適平臺（例如，雲基礎設施）上產生實體之虛擬化功能。
依據一個新穎方面，在UE 110成功與當前之非3GPP互通閘道器（例如，非3GPP互通閘道130-1）建立安全隧道之前，允許UE 110開始探查其他非3GPP互通閘道器（例如，非3GPP互通閘道130-2〜130-4）之可用性。有利地，UE一與當前非3GPP互通閘道器之隧道建立失敗，UE就可以與另一個已被探查為可用之非3GPP互通閘道器建立安全隧道。
第3圖為依據本申請實施例示出UE之區塊圖。
如第3圖所示，UE（例如，UE 110）可以包括無線收發器10、控制器20、存儲設備30、顯示設備40和輸入/輸出（Input/Output，I/O）設備50。
無線收發器10可以被配置為執行到非3GPP進接網路120和/或3GPP網路140之進接網路以及來自非3GPP進接網路120和/或3GPP網路140之進接網路之無線發送和接收。具體地，無線收發器可以包括基帶處理設備11、射頻（Radio Frequency，RF）設備12和天線13，其中天線13可包括天線陣列用於波束成形。
基帶處理設備11被配置為執行基帶訊號處理。基帶處理設備11可以包括多個硬體元件以執行基帶訊號處理，包括類比數位轉換（Analog-to-Digital Conversion，ADC）/數位類比轉換（Digital-to-Analog Conversion，DAC）、增益調整、調製/解調、編碼/解碼等。
RF設備12可以經由天線13接收RF無線訊號，將接收之RF無線訊號轉換為基帶訊號，該基帶訊號由基帶處理設備11處理，或者RF設備12從基帶處理設備11接收基帶訊號，並將接收之基帶訊號轉換為RF無線訊號，然後經由天線13發送。RF設備12還可以包括多個硬體設備以執行射頻轉換。例如，RF設備12可以包括混頻器，用於將基帶訊號與在所支援之RAT之射頻中振盪之載波相乘，其中取決於使用之RAT，射頻可為4G LTE/LTE-A/TD-LTE技術中使用之900MHz、2100MHz、或2.6GHz，或者可為5G NR系統中使用之任何射頻（例如，毫米波30GHz~300GHz），或另一射頻。
控制器20可為通用處理器、微控制單元（Micro Control Unit，MCU）、應用處理器、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、圖形處理單元（Graphics Processing Unit，GPU）、全息處理單元（Holographic Processing Unit，HPU）、神經處理單元（Neural Processing Unit，NPU）等等，控制器20包括提供以下功能之各種電路：資料處理和計算、控制無線收發器10用於與非3GPP進接網路120和/或3GPP網路140之進接網路進行無線通訊、向存儲設備30存儲資料（例如，ePDG/N3IWF資訊之優先順序清單）以及從存儲設備30檢索資料、向顯示設備40發送一系列訊框資料（例如，表示為文本訊息、圖形、圖像等等）以及經由I/O設備50接收使用者輸入訊號或輸出訊號。
具體地，控制器20可以協調無線收發器10、存儲設備30、顯示設備40和I/O設備50之上述操作，以用於執行本申請之方法。
在另一實施例中，控制器20可以合併到基帶處理設備中，以用作基帶處理器11。
如所屬技術領域具有通常知識者所理解的，控制器20之電路通常會包括電晶體，該電晶體以依據本文中所描述之功能和操作來控制電路之操作之方式配置。將進一步理解的是，電晶體之特定結構或互連通常會由編譯器確定，例如，寄存器傳輸語言（Register Transfer Language，RTL）編譯器。RTL編譯器可以由處理器依據與組合語言代碼非常相似之腳本操作，以將腳本編譯成最終電路之佈局或製造所使用之形式。實際上，RTL以其在促進電子和數位系統之設計流程中之作用和用途而聞名。
存儲設備30可為非暫時性機器可讀存儲介質，包括非揮發性記憶體（例如，快閃記憶體或非揮發性隨機存取記憶體（Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM）））、通用積體電路卡（Universal Integrated Circuit Card，UICC）（例如，使用者身份模組（Subscriber Identity Module，SIM）或通用 SIM（Universal SIM，USIM））、磁存儲裝置（例如，硬碟磁片或磁帶）、光碟或其任何組合，用於存儲資料（ePDG/N3IWF資訊之優先順序清單）、指令和/或應用、通訊協定（例如，IKEv2）和/或本申請方法之程式碼。在一個示例中，本申請之方法可以實現為4G/5G協定之一部分。4G/5G協定棧可能包括非進接層（Non-Access-Stratum，NAS）層，用於與3GPP核心網路中之AMF/SMF/MME實體進行通訊，以及由複數個子層組成之進接層（Access Stratum，AS）層，例如，用於高層配置和控制之無線電資源控制（Radio Resource Control，RRC）子層，封包資料彙聚協定（Packet Data Convergence Protocol，PDCP）/無線電鏈路控制（Radio Link Control，RLC）子層、媒介進接控制（Media Access Control，MAC）子層和物理（Physical，PHY）子層。
顯示設備40可為液晶顯示器（Liquid-Crystal Display，LCD）、發光二極體（Light-Emitting Diode，LED）顯示器、有機LED（Organic LED，OLED）顯示器或者電子紙顯示器（Electronic Paper Display，EPD）等，用於提供顯示功能。或者，顯示設備40可進一步包括設置在其上或其下方之用於感測物體（例如手指或指示筆）之接觸、連接或接近之一個或多個觸摸感測器。
I/O設備50可以包括一個或多個按鈕、鍵盤、滑鼠、觸控板、攝像機、麥克風和/或揚聲器等，以用作用於與使用者交互之人機介面（Man-Machine Interface，MMI）。
應當理解的是，第3圖之實施例中描述之元件僅用於說明目的，而不旨在限制本申請之範圍。例如，UE可以包括更多元件，例如電源和/或全球定位系統（Global Positioning System，GPS）設備，其中電源可為向UE之所有其他元件提供電力之移動的/可更換的電池，並且GPS設備可以提供UE之位置資訊，以供一些基於位置之服務或應用使用。或者，UE可以包括更少之元件。例如，UE可以不包括顯示設備40和/或I/O設備50。
第4圖係示出依據本申請實施例之UE和非3GPP互通閘道器之間之示例性隧道建立進程之訊息序列圖。
在本實施例中，隧道建立進程使用IKEv2協定進行，但本申請不限於此。
IKEv2啟動（activation）嘗試之第一次交換係IKE_SA_INIT交換。具體地，UE透過向ePDG/N3IWF發送具有安全關聯建議清單之IKE_SA_INIT請求來發起隧道建立進程（步驟S410），其中該請求包括HDR(SPIi=x, SPIr=0, MsgID=0), SAi1, KEi, Ni。每個建議都定義了正在協商之IKE安全關聯（Security Association，SA）之屬性組合。UE還在IKE_SA_INIT請求中包括其nonce和迪菲-赫尔曼（Diffie-Hellman）值。
ePDG/N3IWF選擇可接受之建議並且在IKE_SA_INIT回應中將其選擇以及自己之nonce和Diffie-Hellman值一起返回給UE（步驟S420），其中該回應包括(HDR(SPIi=x, SPIr=y, MsgID=1), SK{IDi, [CERT,] [CERTREQ,] [IDr,] AUTH, SAi2, TSi, TSr})，以回應於IKE_SA_INIT請求。
一旦IKE_SA_INIT交換成功完成，UE和ePDG/N3IWF兩者都可以獨立地生成支援IKE SA之相同金鑰資訊（步驟S430）。
第二次交換係IKE_SA_AUTH交換。此交換完成了IKE SA之啟動，並且還為第一個（通常是唯一的）認證標頭（Authentication Header，AH）或封裝安全負載（Encapsulating Security Payload，ESP）子SA設置了一個SA。具體地，UE發送包括其標識、證書和認證資訊之IKE_SA_AUTH請求（步驟S440），其中該請求包括(HDR(SPIi=x, SPIr=y, MsgID=1), SK{IDi, [CERT,] [CERTREQ,] [IDr,] AUTH, SAi2, TSi, TSr})，並且ePDG/N3IWF基於接收到之資訊對UE進行認證（步驟S450）。隨後，ePDG/N3IWF發送包含其標識、證書和認證資訊之IKE_SA_AUTH回應（步驟S460），其中該回應包括(HDR(SPIi=x, SPIr=y, MsgID=1), SK{IDr, [CERT,] AUTH, SAr2, TSi, TSr})，UE依據接收到之資訊對ePDG/N3IWF進行認證（步驟S470）並建立第一個子SA以完成IKE SA之啟動（步驟S480）。替代地，IKE_SA_AUTH交換可以包括多於一個IKE_SA_AUTH請求和IKE_SA_AUTH回應之訊息對。
在IKE SA啟動之後，UE成功地與ePDG/N3IWF建立IPsec隧道（步驟S490），從而，UE可以透過IPsec隧道進接3GPP網路。
應當注意的是，IKE_SA_INIT交換不包含使用者資訊，而IKE_SA_AUTH交換包含使用者資訊。如果有兩個或更多個ePDG/N3IWF應答UE之IKE_SA_AUTH，3GPP核心網路可能會拒絕UE之請求。這就是為什麼傳統實踐需要一次使用一個ePDG/N3IWF來執行隧道建立。相比之下，在本申請中，探查流程僅涉及IKE_SA_INIT交換，不涉及IKE_SA_AUTH交換，因此在與當前ePDG/N3IWF成功建立安全隧道之前允許UE探查複數個ePDG/N3IWF之可用性。
第5圖係示出依據本申請實施例之UE與複數個非3GPP互通閘道器之間之加快之隧道建立之示意圖。
首先，UE發起與第一非3GPP互通閘道器之隧道建立進程，並且開啟計時器T
Pstart，以回應於隧道建立進程之發起。
一旦計時器T
Pstart到期，UE使用IKE_SA_INIT請求來探查優先順序清單中之其他非3GPP互通閘道器中之至少一個，例如，本實施例中優先順序清單中之所有其他非3GPP互通閘道器。具體地，優先順序清單包括按優先順序排列之關於複數個非3GPP互通閘道器之資訊（例如，IP位址）。在一個示例中，由3GPP網路提供優先順序清單。在另一示例中，優先順序清單存儲在SIM/UISM卡或嵌入式SIM/USIM（eSIM/eUSIM）中。
UE可以重複探查流程，直到它已經成功地與第一非3GPP互通閘道器建立了安全隧道，並且在探查流程中，UE可以保持所有非3GPP互通閘道器發送IKE_SA_INIT回應到UE。
如第5圖所示，T
fail表示UE嘗試與第一非3GPP互通閘道器建立安全隧道但失敗（即達到最大重試次數）之時間段，T
Pfail表示發送IKE_SA_INIT請求之最大重試次數已達到並且UE沒有收到IKE_SA_INIT回應之時間段，T
Psucc表示在發送IKE_SA_INIT請求之最大重試次數達到之前收到IKE_SA_INIT回應之時間段。
在計時器T
Pstart到期時，UE探查優先順序清單中之所有其他非3GPP互通閘道器。在表示為T
Psucc之時間段過去之後，由於UE從第三非3GPP互通閘道器，第五非3GPP互通閘道器以及第六非3GPP互通閘道器收到IKE_SA_INIT回應，UE確定第三非3GPP互通閘道器，第五非3GPP互通閘道器以及第六非3GPP互通閘道器可用。在表示為T
fail之時間段過去之後，UE確定與第一非3GPP互通閘道器建立安全隧道但失敗。隨後，UE選擇剩餘之非3GPP互通閘道器中優先順序最高之下一個非3GPP互通閘道器，並檢查所選擇之非3GPP互通閘道器（即第二個非3GPP互通閘道器）是否可用。在表示為T
pfail之時間段過去之後，由於已經達到發送IKE_SA_INIT請求之最大重試次數，並且UE沒有從第二非3GPP互通閘道器以及第四非3GPP互通閘道器收到IKE_SA_INIT回應，UE確定第二非3GPP互通閘道器以及第四非3GPP互通閘道器不可用。
隨後，UE選擇剩餘非3GPP互通閘道器中優先順序最高之下一個非3GPP互通閘道器，並檢查所選擇之非3GPP互通閘道器（即第三非3GPP互通閘道器）是否可用。UE發起與第三非3GPP互通閘道器之隧道建立進程，以回應於第三非3GPP互通閘道器可用。然而，隧道建立進程再次失敗（例如，IKE_SA_INIT交換可以成功但IKE_SA_AUTH交換可能失敗），UE繼續嘗試下一個可用之非3GPP互通閘道器（即第五非3GPP互通閘道器）。最後，UE與第五非3GPP互通閘道器成功建立安全隧道，並能夠基於安全隧道進接3GPP網路。
儘管未示出，對於每個接收之IKE_SA_INIT回應，UE可以開啟計時器T
keep來計數應該保持所接收之IKE_SA_INIT回應之時間段，並且一旦計時器T
keep到期，UE可以刪除IKE_SA_INIT回應。在發起與所選擇之非3GPP互通閘道器之隧道建立進程時，UE可以確定計時器T
keep是否已到期，如果沒有，則UE可以跳過IKE_SA_INIT交換並直接開始IKE_SA_AUTH交換。否則，如果計時器T
keep已到期，則UE可以從IKE_SA_INIT交換開始。換言之，探查流程可以為隧道建立進程之一部分。替代地，如果計時器T
keep設置為零，則UE不保留接收之IKE_SA_INIT回應，在隧道建立進程中UE總是從IKE_SA_INIT交換開始。
可以觀察到，與第一非3GPP互通閘道器之隧道建立進程通常是成功的，並且讓所有UE一開始就探查所有非3GPP互通閘道器可能導致網路資源之顯著浪費。這就是為什麼本申請提出UE僅在UE已經嘗試與第一非3GPP互通閘道器建立安全隧道但尚未成功之一段時間之後才執行探查流程。有利的是，可以節省非3GPP互通閘道器之網路資源，以及UE之功耗。
第6圖係示出依據本申請之另一實施例之UE與複數個非3GPP互通閘道器之間之加快之隧道建立之示意圖。
在該實施例中，當計時器T
Pstart到期時，UE僅探查有限數量（例如，Ns = 2）之非3GPP互通閘道器。相反，在第5圖之實施例中，當計時器T
Pstart到期時，UE探查所有剩餘之非3GPP互通閘道器（即Ns=all）。應當理解的是，一次探查有限數量之非3GPP互通閘道器之好處可以在網路資源利用方面實現顯著收益，尤其是當優先順序清單中之非3GPP互通閘道器之總數很大時。
如第6圖所示，當計時器T
Pstart到期時，UE開始探查接下來之兩個非3GPP互通閘道器。經過表示為T
Pfail之時間段之後，由於已達到發送IKE_SA_INIT請求之最大重試次數並且UE沒有從他們中之任何一個接收到IKE_SA_INIT回應，UE確定第二和第三非3GPP互通閘道器不可用。
具體地，UE在開啟探查流程時再次開啟計時器T
Pstart，當計時器T
Pstart到期並且沒有從第二和第三非3GPP互通閘道器接收到IKE_SA_INIT回應時，UE開始探查接下來之兩個非3GPP互通閘道器以及等。在表示為T
Pfail之另一時間段之後，由於已經達到發送IKE_SA_INIT請求之最大重試次數並且UE沒有從第四非3GPP互通閘道器接收到IKE_SA_INIT回應，則UE確定第四非3GPP互通閘道器不可用。最後，UE與被探查為可用之第五非3GPP互通閘道器建成功立安全隧道。
在另一實施例中，如果第五非3GPP互通閘道器也不可用，則UE可以與優先順序清單中之下一Ns（例如，Ns=2）個非3GPP互通閘道器重複探查流程，直到它成功與一個非3GPP互通閘道器建立了安全隧道為止。此外，如果探查到非3GPP互通閘道器可用，UE可以存儲此類非3GPP互通閘道器之資訊，在與當前選擇之非3GPP互通閘道器之隧道建立進程失敗之後，UE可以使用探查到之資訊来發起與此類非3GPP互通閘道器之隧道建立進程。
第7圖為示出依據本申請實施例之加快之建立隧道之方法之流程圖。
在步驟S710中，UE發起與第一非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，其中該第一非3GPP互通閘道器與3GPP網路相關聯。
在步驟S720中，UE在與第一非3GPP互通閘道器成功建立IPsec隧道之前，探查與3GPP網路關聯之第二非3GPP互通閘道器之可用性。在一個示例中，UE可以開啟計時器（例如，計時器T
Pstart），以回應於發起與第一非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，並且在與第一非3GPP互通閘道器之IPsec隧道成功建立之前，可以在計時器到期時執行探查流程。
在步驟S730中，UE發起與第二非3GPP互通閘道器之IPsec隧道之建立，以回應於與第一非3GPP互通閘道器建立IPsec隧道失敗以及第二非3GPP互通閘道器可用。在一個示例中，當達到與第一非3GPP互通閘道器建立隧道之最大重試次數時，UE可以確定與第一非3GPP互通閘道器建立IPsec隧道失敗。在一個示例中，探查流程可以包括向第二非3GPP互通閘道器發送IKE_SA_INIT請求，並且當從第二非3GPP互通閘道器接收到IKE_SA_INIT回應時，UE可以確定第二非3GPP互通閘道器可用。
在步驟S740中，UE基於與第二非3GPP互通閘道器之IPsec隧道進接3GPP網路。
雖然已經以示例之方式以及依據優選實施例描述了本申請，但是應該理解，本申請不限於此。在不脫離本申請之範圍和精神之情況下，所屬技術領域具有通常知識者仍可進行各種變化和修改。因此，本申請之範圍應由以下申請專利範圍及其等同物限定和保護。
在申請專利範圍中使用諸如「第一」、「第二」等序數術語來修辭申請專利範圍元素本身並不表示一個申請專利範圍元素相對於另一個申請專利範圍具有任何優先權、優先次序或順序或執行方法實施之時間順序，然而，這種「第一」、「第二」等序數術語僅用作標記，以區分具有相同名稱之一個申請專利範圍元素與具有相同名稱之另一個元素（但使用序數詞），進而區分申請專利範圍元素。
100:行動通訊環境
110:UE
120:非3GPP進接網路
140:3GPP 網路
130-1,130-2,130-3,130-4:非3GPP互通閘道器
10:無線收發器
30:存儲設備
20:控制器
40:顯示設備
50:I/O設備
12:RF設備
11:基帶處理設備
13:天線
S410,S420,S430,S440,S450,S460,S470,S480,S490,S710,S720,S730,S740:步驟
透過參考附圖閱讀後續之詳細描述和示例，可以更全面地理解本申請，其中：
第1圖係傳統實踐中與複數個非3GPP互通閘道器嘗試建立隧道之示意圖；
第2圖係依據本申請實施例之行動通訊環境之區塊圖；
第3圖係依據本申請一個實施例之UE之區塊圖；
第4圖係示出依據本申請一個實施例之UE和非3GPP互通閘道器之間之示例性隧道建立進程之訊息序列圖；
第5圖係示出依據本申請實施例之UE與複數個非3GPP互通閘道器之間之加快之隧道建立之示意圖；
第6圖係示出依據本申請另一實施例之UE與複數個非3GPP互通閘道器之間之加快之隧道建立之示意圖；以及
第7圖係示出依據本申請實施例之加快之隧道建立之方法之流程圖。
S710,S720,S730,S740:步驟
Claims (10)
- 一種加快之隧道建立之方法，包括：發起與一第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之一互聯網協定安全隧道之建立，其中該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器與一第三代合作夥伴計劃網路相關聯；在與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器成功建立該互聯網協定安全隧道之前，探查與該第三代合作夥伴計劃網路關聯之一第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之可用性；發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之一互聯網協定安全隧道之建立，以回應於與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器建立該互聯網協定安全隧道失敗以及該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器可用；以及基於與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道進接該第三代合作夥伴計劃網路，其中，探查該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該可用性之步驟包括：向該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器發送IKE_SA_INIT請求；以及確定該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器係可用的，以回應於接收到來自該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之IKE_SA_INIT回應；或者確定該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器係不可用的，以回應於未接收到來自該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之IKE_SA_INIT回應。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，進一步包括：開啟一第一計時器以回應於發起與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道之該互聯網協定安全隧道之建立； 其中，執行探查該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道之該可用性之步驟，以回應於該第一計時器到期。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，進一步包括：確定使用者設備與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器建立該互聯網協定安全隧道失敗，以回應於達到與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器進行隧道建立之一最大重試次數。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，執行確定該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器不可用之步驟，以回應於達到發送該IKE_SA_INIT請求之一最大重試次數。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，探查該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該可用性之步驟不包括向該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器發送或從該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器接收任何IKE_SA_AUTH訊息。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，探查該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該可用性之步驟進一步包括：開啟一第二計時器，以回應於從該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器接收到一IKE_SA_INIT回應。
- 如請求項6所述之加快之隧道建立之方法，其中，發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道之建立不包括向該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器發送另一IKE_SA_INIT請求，以回應於在發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道之建立之前該第二計時器未到期；或者發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道 之建立包括向該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器發送另一IKE_SA_INIT請求，以回應於在發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道之建立之前該第二計時器到期。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器相比於該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器具有更高之優先順序，以及該方法進一步包括：在與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道成功建立之前，探測一第三非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之可用性；其中執行發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道之建立之步驟，以回應於該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器相比於該第三非第三代合作夥伴計劃互通閘道器具有更高之優先順序。
- 如請求項1所述之加快之隧道建立之方法，其中，當該第三代合作夥伴計劃網路為一第四代網路時，該非第三代合作夥伴計劃互通閘道器為一演進封包資料閘道器；或者，當該第三代合作夥伴計劃網路為一第五代網路時，該非第三代合作夥伴計劃互通閘道器為一非第三代合作夥伴計劃互通功能。
- 一種加快之隧道建立之使用者設備，包括：一無線收發器，該無線收發器被配置為執行到以及來自一非第三代合作夥伴計劃進接網路之無線發送和接收，一控制器，該控制器被配置為：經由該無線收發器發起與一第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之一互聯網協定安全隧道之建立，其中該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器與一第三代合作夥伴計劃網路相關聯；在與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器成功建立該互聯網協定安全 隧道之前，經由該無線收發器探查與該第三代合作夥伴計劃網路關聯之一第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之可用性；經由該無線收發器發起與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之一互聯網協定安全隧道之建立，以回應於與該第一非第三代合作夥伴計劃互通閘道器建立該互聯網協定安全隧道失敗以及該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器可用；以及基於與該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該互聯網協定安全隧道進接該第三代合作夥伴計劃網路，其中，在探查該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之該可用性中，該控制器進一步被配置為：向該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器發送IKE_SA_INIT請求；以及確定該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器係可用的，以回應於接收到來自該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之IKE_SA_INIT回應；或者確定該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器係不可用的，以回應於未接收到來自該第二非第三代合作夥伴計劃互通閘道器之IKE_SA_INIT回應。
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