一文读懂移动通信网络架构：4G/5G 组网与测试基础

我们平时用手机打电话、发消息、刷视频、传文件，看似简单的操作，背后都离不开一套完整的移动通信网络在默默支撑。不管是日常的基础通信，还是 5G 时代的高速上网，从信号发出到接收，每一个环节都有明确的分工，缺一不可。

从最基础的射频通信角度来说，信号要经过发射、编码调制、传输、解调解码等步骤，才能实现终端与基站的信息交互。而从整个移动通信网络来看，除了这份射频层的链路，还需要终端、接入网、核心网三大核心部分协同工作，才能完成完整的通信行为。

随着 5G 技术的推进，网络架构也变得更加复杂，出现了独立组网和非独立组网两种模式，这既给网络部署带来了新的选择，也对终端设备的研发、测试提出了更高要求。

想读懂 5G 到底复杂在哪？本文将带您由浅入深地拆解通信网络的“三驾马车”：终端、接入网与核心网。我们将对比讲解 4G 与 5G 组网模式的演进差异，并揭秘基站模拟器在研发中扮演的“实战演习”角色。同时，文中还将介绍德思特针对复杂组网的专业测试方案，助您快速掌握 5G 终端测试的核心要领。

一、移动通信网络架构基础

从射频通信的角度来说，一个通信的链路从发射端的信源发射，经过复杂的编码调制处理，再通过信道传输到接收端，最后经解调解码到达接收端。这是一个信源到一个信宿的射频层的链路情况，也可以理解为基站和终端信息交互的射频层的情况；而从移动通信网络的层面来看，两个无线终端设备要进行电话、发消息等通信行为，或是想要下载上传数据，除了射频层还需要移动通信网络层的参与。在移动通信网络层主要由三大部分组成：无线终端（UE）、接入网（RAN） 和 核心网（Core Network）。

终端（User Equipment, UE）：这是我们日常使用的手机、平板、物联网，TBOX模块等设备。它们通过无线信号与基站通信，从而接入网络，最终获得IP地址，可以上网。

接入网（Radio Access Network, RAN）：这是终端连接移动网络的“门户”，主要由基站组成。在4G网络中，基站称为eNB（Evolved NodeB）；在5G网络中，基站称为gNB（Next Generation NodeB）。基站负责无线信号的发送和接收，管理无线资源，并承担部分移动性管理功能。

核心网（Core Network）：它负责处理用户的身份认证、移动性管理、会话建立以及用户数据的路由转发等功能。4G的核心网是EPC（Evolved Packet Core），而5G的核心网则称为5GC（5G Core）

假如把核心网比作一个人的大脑，那么接入网就可以类比为人的四肢。无论是4G还是5G网络，都遵循这一基本架构，但它们在具体技术和实现上存在显著差异。

UE可通过传导方式或空口辐射方式接入基站模拟器。基站模拟器能够完整模拟无线接入网及核心网功能，并为UE分配IP地址。当基站模拟器通过以太网连接至外部互联网后，UE即可经基站模拟器实现真实数据业务访问，例如浏览网页或进行应用通信。

同时，基站模拟器可要求UE向网络侧发送业务数据包，用于评估当前链路的通信质量、吞吐性能及误码表现；也可通过抓取UE经基站模拟器发送的IP数据包开展业务行为分析与功能测试。在协议一致性测试场景中，基站模拟器还能对UE各协议层交互过程进行实时监控与分析。

下图分别展示了4G与5G基站模拟器所模拟的部分网络功能。

5G基站模拟器

4G基站模拟器

二、5G的网络架构

上文提到，无论是4G还是5G，都有接入网和核心网两个部分。因此在我们推进5G建设的过程中，也需要包含这两个部分，而接入网主要就是由基站组成。4G基站的建设已经基本覆盖全国，如果同步部署大量的5G基站，需要投入很大的资金，而人们日常使用移动网络不外乎刷视频、电话等通信行为，4G足以覆盖，所以4G仍是网络设备的主流。

为了加速5G网络的商用，3GPP提出了独立组网和非独立组网的两种组网模式。根据4G接入网、4G核心网、5G接入网和5G核心网等不同配置的组合提出了八个选项。

参考：《5G终端射频及协议测试技术与实践》

选项1，选项6和选项8的组网模式现实意义不大，3GPP协议已经将其放弃，目前选项3和选项2是运营商最关注的方式，选项3可以利用现有4G基站，尽快战略5G市场，但非独立组网只是过渡阶段，最终也会演化为独立组网。

选项3中核心网络使用4G，基站使用增强型4G基站为主站，新部署5G基站为从站。NSA选项3如下图所示，5G基站是无法直接连到4G核心网的，所以需要先连到4G基站上，即4G基站不但负责控制管理，还负责把从核心网下来的数据分成两路，一路自己发给手机，另一路通过5G基站发给手机。手机这时处于双连接状态，即同时与两个基站保持着连接。

选项3

选项3又分为3、3a和3x共3个子项，其主要区别在于数据分流控制点的不同。选项3a是把5G基站的用户面数据直接连到核心网，控制面数据还是继续锚定在 4G基站；而选项3x则是把用户面数据分为两部分，一部分4G基站无法处理的数据通过5G基站进行传输，剩下的那部分数据仍然通过4G基站传输。目前为止，大多数运营商选择了选项3X。

选项3a选项3x

然而，这些配置也对基站模拟器也提出了另一个的要求，要求基站模拟器需要能够支持独立组网和非独立组网两种模式的模拟。德思特Alifecom通过NE6000（4G）和NE7700(5G)的组合实现了非独立组网架构。

5G网络的部署并非一蹴而就，从基于4G核心网的NSA选项3系列到最终目标SA选项2的演进，是一个必然的、长期的过渡过程。这种混合组网架构的复杂性，给终端设备的研发、验证和认证带来了前所未有的挑战。一款成熟的5G终端，必须确保在多种网络环境下都能实现稳定的连接、高效的吞吐量和可靠的业务体验。

面对这一挑战，仅仅依赖理论仿真或单一的网络环境测试是远远不够的。制造商和测试机构需要在实验室中精准复现从NSA到SA的各种真实场景，从而在产品上市前彻底验证其协议一致性、互操作性以及性能表现。

德思特ALifecom的NE6000（4G）与NE7700（5G）基站模拟器组合方案，正是为应对这一核心挑战而生。 该方案能够：

无缝模拟关键组网模式：精准构建如选项3X（NSA）和选项2（SA）等主流架构，模拟4G基站作为控制面锚点、5G基站作为用户面加速的完整双连接流程，以及纯5G端到端通信。

提供端到端测试能力：从射频层的一致性测量（如EVM、 ACLR），到协议层的信令交互验证，再到应用层的吞吐量、时延和业务质量（如VoNR）测试，提供全方位的性能洞察。

加速研发与认证周期：在可控、可重复的实验室环境中，提前发现和解决潜在问题，大幅减少外场测试的不确定性和时间成本，确保终端能够快速通过运营商入库测试和行业一致性认证。

5G NSA架构测试：

选项3x5G NSA实际设备连接与测试图

审核编辑 黄宇