德思特方案 | 解锁4G/5G通信模组入网密码，德思特基站模拟器实力破局

通信模组 4G/5G 入网全流程解析

通信模组（如手机、平板，TBOX等设备 UE）从开机到通过 4G/5G 网络成功上网，是 UE 与蜂窝网络间一系列精密协作的结果，整个过程围绕 “寻找网络→注册入网→建立连接→数据传输” 四大核心环节展开，最终实现 IP 地址分配与上网功能激活。而在实际研发测试场景中，德思特 Alifecom 基站模拟器凭借对真实网络的高度复刻能力，可完整模拟这一复杂流程，为通信设备测试提供高效可控的解决方案，以下将从入网流程解析与模拟器实现两方面展开详细说明。

1.通信模组开机，寻找网络（PLMN选择）

①开机扫描：通信模组开机后，其内置的通信模组会根据其支持的频段（Band），扫描所有可能的4G（LTE）和5G（NR）无线电频率，寻找来自附近基站（gNB for 5G, eNB for 4G）的同步信号

②同步与解码：通信模组锁定最强的或优先级最高的信号，与基站进行时间和频率同步。然后，它解码基站广播的系统信息（System Information Block, SIB）。这些信息就像基站的“广播公告”，包含了网络身份（PLMN ID）、小区配置、随机接入参数等关键信息。

2.随机接入流程（RACH）（“握手”建立连接）

这是通信模组与网络建立第一次正式联系的关键步骤，目的是建立无线连接并调整上行传输时序。

①前导码发送：通信模组根据SIB中的信息，选择一个随机的“前导码”，并通过上行链路发送给基站。这相当于举手说：“嗨，我在这里，想接入。”

②随机接入响应：基站收到“举手”后，会下发一个响应，为通信模组分配临时的网络标识（4G中是TC-RNTI，5G中类似）和初始的上行资源授权，并通知通讯模组调整其上行发送时序（因为通信模组离基站距离不同，信号到达时间有差异，必须对齐）。

3.第三步：认证与安全（证明身份，防止窃听）

①RRC连接建立：现在通信模组有了临时身份和资源，它开始与基站建立无线资源控制（RRC）连接。通信模组向基站发送 RRC连接请求，其中包含其永久身份标识（S-TMSI）和接入原因（例如“移动始呼”或“注册”）。基站回复 RRC连接建立 消息，配置SRB（信令无线承载）。通信模组完成配置后，回复 RRC连接建立完成 消息。至此，通信模组和基站之间就有了一条传输信令的专用通道。

RRC连接建立后，通信模组开始与核心网进行交互，这个过程称为非接入层（NAS） 信令交互。

② 鉴权与加密：网络侧的移动管理实体（4G是MME）或接入和移动管理功能（5G是AMF）向通信模组发起鉴权（Authentication） 流程。网络和通信模组根据SIM卡中的永久密钥（Ki），通过一种叫做AKA（认证和密钥协商）的算法，相互验证身份。

鉴权通过后，核心网会激活加密和完整性保护，确保后续所有的通信（包括信令和数据）都是加密和防篡改的。

4.注册与会话建立（获取上网“门票”）

附着（Attach） 和 PDN连接建立（4G） / PDU会话建立（5G）

① 附着：通信模组向网络正式注册自己的位置，相当于在网络中“签到”。

②会话建立：这是获取IP地址的关键步骤。通信模组向网络请求连接到一个数据网络（即互联网）。核心网（4G中的PGW-SGW或5G中的UPF-SMF）会为通信模组分配一个IP地址（IPv4/IPv6）。至此，通信模组已经打通了去往互联网的“逻辑通道”。

至此，通信模组已经正式接入网络，获得了IP地址，可以开始上网了。

5.数据传输（真正开始上网）

①当打开浏览器或一个App时，通信模组产生的数据包会被加上IP头。

②数据包通过空中接口（无线信道）发送到基站。

③基站将数据包转发到核心网（4G的SGW/PGW或5G的UPF）。

④核心网网关再将数据包路由到公共互联网。

⑤互联网返回的数据包则沿着相反的路径送达通信模组。

德思特ALifecom基站模拟器的模拟实现

第1&2步：网络配置与RACH过程模拟

用户可以灵活对基站和核心网进行配置，比如：PLMN ID、频点、带宽、发射功率，资源快等参数。

第3&4步：信令跟踪与IP地址分配

软件提供完整的信令跟踪窗口，以流程图形式直观展示从RRC连接建立到NAS附着、鉴权、直至PDU会话建立的每一步信令交互，极大便利了协议栈调试。

在会话建立配置中，被测件可获得IP地址。

第5步：端到端性能测试

接入成功后，基站模拟器支持IP层的抓包，了解通信模组向外传输信息内容。实时测量并显示上下行吞吐率、时延、抖动、丢包率等关键性能指标（KPI）。

PS：本图显示接收丢包率100%是由于防火墙打开，所以信息没办法ping到，显示丢包率100%

产品亮点

德思特ALifecom基站模拟器的核心价值，就是将整个庞大的无线接入网（RAN）和核心网（CN）集成到一台仪器中，在实验室里为UE构建一个完整、可控、可重复的4G/5G测试环境。其应用场景广泛而关键：

• 跨国认证测试：对于出口到海外市场的通信模组或终端，必须符合当地运营商的网络规范。德思特模拟器可以在国内实验室轻松模拟北美、欧洲、亚洲等全球任何地区的特定网络环境（如配置不同的频段、PLMN和网络参数），完成全面的预认证测试，大幅节省成本与时间。
• 产线大规模终端校准与测试：在生产线末端，需要对每一个出厂设备进行快速的网络连接和基本功能验证。我们的基站模拟器支持同时连接多个UE（多用户能力），可以并行对大量设备进行自动化测试，极大地提升了产线的测试效率和产能，确保产品质量。
• 可控环境下的性能测试：无线通信性能极易受复杂的外部环境干扰。在微波暗室或电磁屏蔽实验室中，使用德思特模拟器可以提供纯净、稳定、可重复的通信环境，用于精确测量模组的吞吐量、灵敏度、功耗等核心射频和协议性能指标，排除外界干扰，保证测试数据的准确性与可靠性。