深度解析 3GPP TS 38.509：5.3 Test loop functions (Part 2 - Loop Mode A, 裸跑的艺术)
本文技术原理深度参考了3GPP TS 38.509 V18.0.0 (2025-06) Release 18规范中，关于“5.3.4.1 UE test loop mode A operation”的核心章节。本文是“Test loop functions”系列的第二部分，将带您深入5G终端数据面测试的基石——回环模式A，探索其在不同网络架构下的实现奥秘。
引言：毕业大考第一项——百米冲刺
在上一篇文章中，我们已经掌握了如何通过Close UE test loop和Open UE test loop指令，来下达“开跑”和“暂停”的命令。代号为“小五”的5G手机，已经站在了系统仿真器（SS）考官为它铺设的“专用测试跑道”上，屏息凝神，等待着发令枪响。
“李工，我明白了‘闭环’就是发令枪，”工程师小王指着测试用例的第一步说，“现在考官要对‘小五’进行回环模式A的测试了。这个模式A，听起来像是最基础的，它到底在考什么？为什么它如此重要，以至于成为了几乎所有数据性能测试的第一步？”
资深专家李工扶了扶眼镜，微笑着说：“小王，你的直觉很准。如果说整个毕业大考是一场‘十项全能’，那么回环模式A就是最纯粹的‘百米冲刺’。它不考验任何技巧、不理会任何战术，只测试一个最核心的指标——速度。它要榨干‘小五’在物理层和链路层最原始、最极限的数据传输能力。今天，我们就来当一次裁判，看看‘小五’这场百米冲刺的跑道是如何设计的，它又是如何在不同的赛场（网络架构）上完成这场裸跑的艺术的。”
1. 5.3.4.1 UE test loop mode A operation - 裸跑的核心要义
李工首先点明了回环模式A的本质。
UE test loop mode A provides loopback of PDCP SDUs for bi-directional data radio bearers while UE is operating in NR. The downlink PDCP SDUs received by the UE on each bi-directional data radio bearer are returned on the same radio bearer regardless of the PDCP SDU contents and of the QoS flow descriptions of the associated QoS Flow…
“这段话就是模式A的‘比赛规则’，核心信息有三点：”
- 比赛场地（回环点）：PDCP层。 数据包这位“运动员”，从下行跑到PDCP层接收端就算完成了前半程。然后它不会继续向上跑到应用层去“洗澡换衣服”，而是直接在PDCP层“掉头”，进入上行发送端，跑完后半程。
- 比赛项目：双向数据无线承载 (bi-directional data radio bearers, DRB)。 这是一条双向跑道，下行和上行都在同一条DRB上进行。
- 比赛精神：‘无脑’裸跑。 规则明确强调了
regardless of the PDCP SDU contents and of the QoS flow descriptions。这意味着“小五”在回环数据时，完全不关心数据包里装的是什么（视频、游戏还是网页），也不理会这个数据包属于哪个QoS等级。它要做的，就是以最快的速度，把收到的每一个PDCP SDU原封不动地扔回到上行链路。
“这正是模式A被称为‘裸跑’的原因，”李工总结道，“它剥离了所有上层业务逻辑和QoS策略的干扰，让我们能够精确地测量出L2（PDCP, RLC, MAC）和L1（PHY）协议栈本身的数据处理和传输能力。这是评估一部手机射频性能、基带处理能力以及协议栈稳定性的最纯粹、最直接的手段。”
1.1 “强制科目”：不容商量的基线
UE test loop mode A is mandatory to all 5GS UEs.
“百米冲刺是所有运动员的基础，同样，模式A也是所有5G终端的强制要求。”李工强调，“任何一部想上市的5G手机，都必须支持模式A。因为它建立了一个所有设备都必须达标的性能基线，为后续更复杂的测试提供了参考。”
Prior to closing the UE test loop mode A… at least one 5GS test mode bi-directional data radio bearer shall have been established between SS and UE. This implies that before the procedure for establishing the bi-directional data radio bearer takes place the SS needs to activate the UE test mode as specified in subclause 5.2.2.
“这段话再次提醒我们，‘百米冲刺’（Close Loop Mode A）之前，必须先‘建好跑道’（Activate UE test mode），这个逻辑顺序颠扑不破。”
2. 模式A的赛场布局：五大网络架构下的跑道图
“好了，比赛规则清楚了，现在我们来看看赛场本身。”李工打开了规范中的几张核心架构图，“5G的美妙，也体现在它的灵活性上，它可以在多种网络架构下工作。而对于‘小五’来说，它必须适应每一种赛场。TS 38.509为我们绘制了五张详细的‘跑道设计图’。”
2.1 赛场一：EN-DC/NGEN-DC下的双主路赛场
我们首先来看最经典的NSA（非独立组网）场景。
2.1.1 独立承载模式 (MCG and SCG bearer)
李工指向了规范中的 “Figure 5.3.4.1-1: Model for Test Mode Control and UE Test Loop Mode A on UE side when EN-DC or NGEN-DC with MCG bearer and SCG bearer is configured”。
“这张图描绘了EN-DC（E-UTRA NR Dual Connectivity）下的场景。你可以把它想象成一个同时拥有4G和5G两条跑道的体育场。”
- Test Mode Control (TMC): 这是位于最高处的“裁判团大脑”，它接收SS的指令，并下达给下方的“UE Test Loop Function”。
- UE Test Loop Function / UE Test Loop Mode A: 这是具体的“比赛执行模块”，包含了多个“回环实体”（RB LB Entity）。
- MCG DRB (Master Cell Group Data Radio Bearer): 这是跑在4G（E-UTRA）链路上的数据承载，可以看作是“4G号跑道”。
- SCG DRB (Secondary Cell Group Data Radio Bearer): 这是跑在5G（NR）链路上的数据承载，可以看作是“5G号跑道”。
“在这个模式下，”李工用手指在图上划出了数据流向，“考官SS可以同时在4G和5G跑道上发起‘百米冲刺’。
- 发往MCG DRB的数据包，会经过E-UTRA的PHY/MAC/RLC层，到达E-UTRA/NR PDCP层。在这里，它被
RB LB Entity#k这个‘折返点’捕捉，然后掉头，再从PDCP层经由E-UTRA的上行链路返回给SS。 - 发往SCG DRB的数据包，则经过NR的PHY/MAC/RLC层，到达NR PDCP层。在这里，它被
RB LB Entity#k+2这个‘折返点’捕捉，然后同样掉头，经由NR的上行链路返回。”
“这个场景考验的是‘小五’在双连接模式下，同时处理两条独立数据流的能力。”
2.1.2 分裂承载模式 (MCG and split bearer)
接着，李工展示了 “Figure 5.3.4.1-2: Model for Test Mode Control and UE Test Loop Mode A on UE side when EN-DC or NGEN-DC with MCG and split bearer configured”。
“这是EN-DC下的另一种玩法，叫分裂承载（Split Bearer）。这更有趣，它相当于一条‘智能跑道’。”
- MCG DRB: 普通的“4G号跑道”依然存在。
- Split DRB: 这是一条特殊的数据承载。对于下行数据，核心网在PDCP层将同一个数据流“劈开”，一部分通过4G链路下发，另一部分通过5G链路下发。“小五”的PDCP层需要有能力将来自两条不同物理路径的数据包重新排序、合并，还原成原始的数据流。
“在测试模式A下，这条‘智能跑道’的回环点依然在PDCP层。RB LB Entity#k+1这个折返点，会将合并好的完整数据流掉头，然后‘小五’的PDCP层再决定这个回环后的上行数据流是通过4G路径、5G路径还是两者共同发送回去。”
“这个场景的测试难度更高，它不仅考验‘小五’的双路处理能力，更考验其PDCP层的重排序和分流能力，这是分裂承载技术的关键。”
2.2 赛场二：Standalone (SA) NR - 纯粹的5G赛场
看完了复杂的双连接，李工展示了最纯粹的5G场景。
如规范中的 “Figure 5.3.4.1-3: Model for Test Mode Control and UE Test Loop Mode A on UE side when standalone NR is configured” 所示。
“这张图的结构就清爽多了。这是SA（独立组网）模式，整个体育场只有一条纯粹的5G跑道。”
- 整个数据路径都在NR协议栈中：NR PHY → NR MAC → NR RLC → NR PDCP。
- 回环点
RB LB Entity#k和#k+1位于NR PDCP层。 - 数据包从下行NR链路来，在NR PDCP层掉头，再从上行NR链路回去。
“这个场景是测试‘小五’5G协议栈原生性能的最佳场地。没有了4G的协同，我们可以更干净地评估其NR链路的峰值速率和处理能力。”
2.3 赛场三：NE-DC - 以5G为核心的双主路赛场
“如果说EN-DC是以4G为核心的NSA，那么NE-DC（NR E-UTRA Dual Connectivity）就是以5G为核心的NSA。”李工解释着5G演进的另一个重要阶段。
2.3.1 独立承载模式 (MCG and SCG bearers)
李工指向了 “Figure 5.3.4.1-4: Model for Test Mode Control and UE Test Loop Mode A on UE side when NE-DC with MCG and SCG bearers configured”。
“这张图的结构和EN-DC的那张非常像，都是双主路跑道。但核心区别在于主次关系变了。”
- MCG (Master Cell Group): 现在是NR，即“5G号跑道”成为了主跑道。
- SCG (Secondary Cell Group): 现在是E-UTRA，即“4G号跑道”成为了辅跑道。
“这意味着‘小五’的信令控制中心（RRC）主要锚定在5G网络上，4G网络只是作为数据传输的补充。从模式A测试的角度看，数据流依然是独立的，一条在NR协议栈中跑，一条在E-UTRA协议栈中跑，回环点都在各自的PDCP层。这个场景主要验证‘小五’在以5G为控制核心的情况下，调度和使用4G资源的能力。”
2.3.2 分裂承载模式 (MCG and split bearers)
最后，是NE-DC下的分裂承载模式，如 “Figure 5.3.4.1-5: Model for Test Mode Control and UE Test Loop Mode A on UE side when NE-DC with MCG and split bearers configured” 所示。
“这张图的逻辑与EN-DC的分裂承载也基本一致，只是主次颠倒。”
- 主链路是NR，辅链路是E-UTRA。
- 下行数据在网络的NR PDCP层被分裂，一部分通过NR链路下发，一部分通过E-UTRA链路下发。
- “小五”的NR PDCP层负责接收来自两条路径的数据包，进行重排序和合并，然后在
RB LB Entity#k+1这个回环点掉头，再由NR PDCP层决定上行路径。
“这个场景考验的是‘小五’在5G主导下，整合4G链路进行数据增强的尖端能力。”
3. 最后的叮嘱：继承与演进
李工在讲解完五大场景后，再次强调了规范的最后一句话。
The 5GS UE test loop mode A operation is the same as the one described in TS 36.509, subclause 5.4.3 with the exception where E-UTRA is mentioned the same applies for NR, and, the understanding that the NB-IoT mode is out of the scope of the present specification.
“你看，无论架构如何演变，从EN-DC到SA再到NE-DC，模式A的核心——在PDCP层进行‘无脑’回环——是始终不变的。这种底层逻辑的稳定性，正是它继承自4G规范的宝贵财富。我们只需要记住，在5G的语境下，将‘E-UTRA’替换为‘NR’，并排除NB-IoT，就能抓住模式A的精髓。”
总结：百米冲刺的裁判之道
“今天，我们不仅观看了‘小五’的百米冲刺大考，更重要的是，我们学会了如何当一名合格的‘裁判’。”李工总结道。
我们掌握了回环模式A的全部核心知识点：
- 核心本质： 模式A是在PDCP层对数据进行**无差别（Regardless of content/QoS）**回环的测试，旨在测量L2/L1协议栈最原始、最纯粹的数据传输性能。
- 强制要求： 它是所有5G终端必须支持的强制功能，是数据性能测试的绝对基石。
- 架构多样性： 我们详细剖析了模式A在EN-DC、Standalone NR、NE-DC三大类、五种具体配置下的内部数据流路径和回环模型，理解了独立承载与分裂承载的区别。
- 图解核心： 掌握了如何解读规范中的功能框图，识别出TMC、Test Loop Function、MCG/SCG、DRB/Split Bearer以及最重要的**RB LB Entity（回环实体）**这些核心模块。
“‘小五’的百米冲刺成绩，将直接决定了它在数据传输方面的基础体能。如果这一项都跑不好，那后续更复杂的科目也无从谈起。”李工合上规范，“在下一篇中，我们将迎来一场更具挑战性的比赛——回环模式B。那将是一场**‘智能障碍赛’**，‘小五’不仅要跑得快，更要学会看路、识别障碍（QoS），我们下次再见！”
FAQ环节
Q1：回环模式A和即将学习的回环模式B最本质的区别是什么？ A1：最本质的区别在于**“智能性”和回环点**。
- 模式A (裸跑) 是“无脑”的，它在PDCP层回环，完全不关心数据包的内容和QoS属性，只负责原封不动地快速转发。
- 模式B (智能障碍赛) 是“智能”的，它的回环点更高，通常在SDAP层（对于SA）或IP层，它需要解析数据包的IP头或QoS流ID（QFI），并根据QoS规则将数据映射到正确的上行数据承载。模式B旨在验证UE的QoS处理能力，而模式A旨在验证纯粹的L2/L1性能。
Q2：图中的“RB LB Entity”（Radio Bearer LoopBack Entity）究竟是什么？它是一个硬件模块吗？
A2：它不是一个独立的硬件模块，而是一个逻辑功能实体，通常由UE基带芯片的固件（firmware）实现。在CLOSE UE TEST LOOP命令被TMC实体解析后，TMC会配置PDCP协议栈实体，激活这个“回环”逻辑。当PDCP实体接收到下行数据包（PDCP SDU）后，它会检查一个内部状态标志。如果回环模式A被激活，它就不会将这个数据包递交给上层（SDAP），而是直接将其送入上行PDCP实体的发送队列。这个“检查并转发到上行”的逻辑功能，就是“RB LB Entity”的实体化表现。
Q3：在EN-DC/NE-DC中，分裂承载（Split Bearer）和独立的SCG承载（SCG Bearer）在测试中有什么不同侧重？ A3：
- SCG Bearer 侧重于测试UE并行处理多条独立数据流的能力。SS可以同时在4G和5G链路上发送数据，两条路互不干扰。这考验的是UE的射频前端、基带处理器能否同时维持两条高速链路的稳定工作。
- Split Bearer 侧重于测试UE PDCP层的聚合与重排序能力。数据来自同一个上层业务流，但在空口被“劈开”传输。这考验的是UE的PDCP层能否正确处理来自不同无线路径、可能乱序到达的数据包，并将它们无误地合并成原始数据流。这对PDCP的缓冲管理和排序算法提出了很高的要求。
Q4：为什么说Standalone NR架构下的模式A测试最“纯粹”？ A4：因为在SA架构下，从信令到数据，所有的通信都只通过NR协议栈进行。测试中观察到的任何性能瓶颈或问题，都可以确定是源于UE的NR协议栈实现（PHY, MAC, RLC, PDCP）。而在EN-DC或NE-DC这样的双连接架构中，性能表现是4G和5G协议栈共同作用的结果，还涉及到两者之间的协同（如功率分配、调度冲突等），问题的定位会相对复杂。因此，SA模式为评估UE原生的5G性能提供了一个最干净、最无干扰的环境。
Q5：图中的“Test Mode Control”模块在整个回环流程中扮演了什么角色？ A5：“Test Mode Control”（TMC）模块是整个测试功能的**“总指挥部”**。它的角色是：
- 指令解析： 它是UE内部唯一能听懂SS通过逻辑测试接口发来的TMC消息（如
CLOSE UE TEST LOOP）的实体。 - 状态管理： 它负责维护UE当前处于何种测试模式（Mode A, B, C…），是“闭环”还是“开环”状态。
- 协议栈配置： 解析完指令后，它会去配置底层的协议栈实体（如PDCP、SDAP）来执行具体的测试行为。例如，在收到闭环模式A的指令后，它会去“告诉”PDCP模块：“请激活你的‘RB LB Entity’功能”。没有TMC这个总指挥，底层的协议栈实体是不知道自己需要进入测试状态的。