CDMA rất nhạy cảm với điều khiển công suất: để hệ thống WCDMA hoạt động bình thường, cần có một cơ chế điều khiển cơng suất tốt để duy trì tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) tại mức cho phép. Vì nhiều người sử dụng cùng truyền đồng thời trên
Tồn tại hai kiểu điều khiển công suất:
1. Điều khiển công suất vòng hở: cho các kênh chung
2. Điều khiển cơng suất vịng kín: cho các kênh riêng DPDCH/DPCCH và chia sẻ DSCH
Điều khiển cơng suất vịng hở thường được UE trước khi truy nhập mạng và nút B trong q trình thiết lập đường truyền vơ tuyến sử dụng để ước lượng công suất cần phát trên đường lên dựa trên các tính tốn tổn hao đường truyền trên đường xuống và tỷ số tín hiệu trên nhiễu yêu cầu.
Điều khiển cơng suất vịng kín có nhiêm vụ giảm nhiễu trong hệ thống bằng cách duy trì chất lượng thông tin giữa UE và UTRAN (đường truyền vô tuyến) gần nhất với mức chất lượng tối thiểu yêu cầu đối kiểu dịch vụ mà người sử dụng đòi hỏi.
Điều khiển cơng suất vịng kín bao gồm hai phần: điều khiển cơng suất nhanh vịng trong tốc độ 1500 Hz và điều khiển công suất chậm vịng ngồi tốc độ 10-100Hz.
3.9.1. Thí dụ về điều khiển cơng suất vịng hở cho PRACH
Dựa trên tính tốn của PC vịng hở, UE thiết lập các cơng suất ban đầu cho tiền tố kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý (PRACH). Trong thủ tục truy nhập ngẫu nhiên (xem phần 3.5.4), UE thiết lập công suất phát tiền tố đầu tiên như sau:
Preamble_Initial_power = CPICH_Tx_power – CPICH _RSCP + UL_interference + UL_required_CI (3.2)
trong đó CPICH_Tx-power là công suất phát của P-CPICH, CPICH _RSCP là công suất P-CPICH thu tại UE, CPICH_Tx_power – CPICH _RSCP là ước tính suy hao đường truyền từ nút B đến UE. UL_interferrence (được gọi là ‘tổng công suất thu băng rộng’) được đo tại nút B và được phát quảng bá trên BCH, UL_required_CI là
hằng số tương ứng với tỷ số tín hiệu trên nhiễu được thiết lập trong q trình quy hoạch mạng vơ tuyến.
3.9.2. Điều khiển cơng suất vịng kín đường lên
Sơ đồ điều khiển cơng suất vịng kín đường lên đựcc cho trên hình 3.17.
3.9.2.1. Điều khiển cơng suất vòng trong đường lên
Phương pháp điều khiển cơng suất nhanh vịng kín lên như sau (xem hình 3.17). Nút B thường xuyên ước tính tỷ số tín hiệu trên nhiễu thu được (SIR= Signal to Interference Ratio) trên hoa tiêu đường lên trong UL DPCCH và so sánh nó với tỷ số SIR đích (SIRđích). Nếu SIRướctính cao hơn SIRđích thì nút B thiết lập bit điều khiển công suất trong DPCCH TPC=0 để lệnh UE hạ thấp cơng suất (Tùy vào thiết lập cấu hình: 1dB chẳng hạn) , trái lại nó thiết lập bit điều khiển cơng suất trong DPCCH TPC=1 để ra lệnh UE tăng công suất (1dB chẳng hạn). Chu kỳ đo-lệnh-phản ứng này được thực hiện 1500 lần trong một giây (1,5 KHz) ở W-CDMA. Tốc độ này sẽ cao hơn mọi sự thay đổi tổn hao đường truyền và thậm chí có thể nhanh hơn phađinh nhanh khi MS chuyển động tốc độ thấp.
3.9.2.2. Điều khiển cơng suất vịng ngoài đường lên
Điều khiển cơng suất vịng ngồi thực hiện điều chỉnh giá trị SIRđích ở nút B cho phù hợp với yêu cầu của từng đường truyền vô tuyến để đạt được chất lượng các đường truyền vô tuyến như nhau. Chất lượng của các đường truyền vô tuyến thường được đánh giá bằng tỷ số bit lỗi (BER: Bit Error Rate) hay tỷ số khung lỗi (FER= Frame Error Rate). Lý do cần đặt lại SIRđích như sau. SIR yêu cầu (tỷ lệ với Ec/N0) chẳng hạn là FER=1% phụ thuộc vào tốc độ của MS và đặc điểm truyền nhiều đường. Nếu ta đặt SIRđích đích cho trường hợp xấu nhất (cho tốc cao độ nhất) thì sẽ lãng phí dung lượng cho các kết nối ở tốc độ thấp. Như vậy tốt nhất là để SIRđích thả nổi xung quanh giá trị tối thiểu đáp ứng được yêu cầu chất lượng. Để thực hiện điều khiển cơng suất vịng ngoài, mỗi khung số liệu của người sử dụng được gắn chỉ thị chất lượng khung là CRC. Nếu kiểm tra CRC cho thấy BLERướctính> BLERđích thì SIRđích sẽ bị giảm đi một nấc bằng SIR, trái lại nó sẽ được tăng lên một nấc bằng SIR. Lý do đặt điều khiển vịng ngồi ở RNC vì chức năng này thực hiện sau khi thực hiện kết hợp các tín hiệu ở chuyển giao mềm.
3.9.3. Điều khiển cơng suất vịng kín đường xuống
Điều khiển cơng suất vịng kín được minh họa trên hình 3.18. UE nhận được BLER đích từ lớp cao hơn do RNC thiết lập cùng với các thông số điều khiển khác. Dựa trên BLER đích nhận được từ RNC, nó thực hiện điều khiển cơng suất vịng ngồi bằng cách tính tốn SIR đích cho điều kiển cơng suất vịng kín nhanh đường xuống. UE ước tính SIR đường xuống từ các ký hiệu hoa tiêu của DL DPCCH . Ước tính SIR này được so sánh với SIR đích. Nếu ước tính này lớn hơn SIR đích, thì UE thiết lập TPC=0 trong UL DPCCH và gửi nó đến nút B, trái lại nó thiết lập TPC=1. Tốc độ diều khiển cơng suất vịng trong là 1500Hz
Hình 3.18. Ngun lý điều khiển cơng suất vịng kín đường xuống