本发明提供一种预认证4G通信模块及其固件升级方法，所述预认证4G通信模块包括一个MCU、一个内置4G模组、MCU的第一USB和内置4G模组通过USB总线连接，互相收发数据和指令，MCU的第二USB作为所述预认证4G通信模块与外部设备端连接的USB接口，与设备端互相收发数据和指令；针对不同运营商对预认证4G通信模块拨号流程与步骤，设计了自动化运行的方法；内置网络信号、网络连接等状况进行监控的功能，定时检测预认证4G通信模块是否工作以及判断预认证4G通信模块与周围模块通信是否正常，异常时自动采取纠错机制恢复工作；设计了通用的固件升级方法，避免设备端的差异给模块升级带来设计上的复杂；将以上软件功能集成在模块内部，保持了模块软件的通用性。