Mơ hình trình bày được thống nhất giữa UE, Node B và RNC : UE --- Node B --- RNC
Đầu tiên, là thủ tục Uplink Inner Loop Power Control, đây là thủ tục xảy ra chủ yếu giữa UE và node B (Node B yêu cầu UE cân chỉnh cơng suất). Tại mỗi Node B luơn cĩ thơng số chuẩn về tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (ta gọi là SIR_target), SIR_target được RNC gởi xuống cho Node B. Như đã biết, các UE gởi các thơng điệp DPCCH đến Node B, trong thơng điệp DPCCH mang thơng tin Pilot, thơng tin này cho biết mức tín hiệu trên nhiễu hiện tại được đánh giá tại UE (ta gọi là SIR_estimated). Khi Node B nhận được thơng điệp DPCCH, sẽ tiến hành so sánh giá trị giữa SIR_target và SIR_estimated. Nếu SIR_estimated lớn hơn, Node B sẽ gởi thơng điệp DPCCH với giá trị trường TPC=0 yêu cầu UE giảm cơng suất một lượng delta (Nghĩa là lần sau UE sẽ phát tín hiệu với cơng suất Pw=Pw-delta). Ngược lại nếu SIR_estimated nhỏ hơn, Node B sẽ gởi thơng điệp tăng cơng suất một lượng delta với trường TPC=1 trong DPCCH.
Như vậy câu hỏi được đặc ra, trong trường hợp cơng suất UE quá nhỏ Node B khơng thể phát hiện được thì như thế nào (mất đồng bộ với Node B). Trong trường hợp này, UE sẽ tự động tăng cơng suất sau mỗi lần phát dị tín hiệu. Quá trình lặp lại cho đến khi UE lấy được đồng bộ từ Node B. Đây chính là thủ tục Uplink Open Loop Power Control được thực hiện giữa UE và Node B, trong đĩ UE nắm phần chủ động.
Vậy giả sử UE đã phát tối đa cơng suất, mà tín hiện Node B nhận được vẫn bị lỗi (trong trường hợp này Node B phát hiện CRC trong thơng tin nhận được), thì
như thế nào ? Cuộc gọi bị rớt ? May mắn là UMTS cĩ hỗ trợ thủ tục khác để hạn chế nhưng bất lợi trong trường hợp này, được gọi là Uplink Outer Loop Power Control được thực hiện giữa Node B và RNC nhằm điều chỉnh lại mức SIR_target tại RNC (nếu được). Thơng thường người vận hành mạng sẽ khai báo thơng tin BER_target, từ đĩ RNC tính tĩan mức SIR_target gởi xuống cho Node B. Trong trường hợp Node B phát hiện CRC, nĩ sẽ gởi thơng tin cho RNC ; RNC so sánh hai mức BER, nếu BER_estimated > BER_target, RNC sẽ tiến hành tính tĩan lại SIR_target rồi gởi lại thơng tin mới cho Node B.
Tới đây đã xem xét họat động điều khiển cơng suất hướng Uplink, vậy cịn hướng Downlink ? UE cĩ đĩng vai trị tích cực nào trong quá trình điều khiển cơng suất. Câu trả lời là cĩ, đĩ cũng chính là nội dung của thủ tục Dowlink Inner Loop Power Control giữa UE và Node B, trong đĩ Node B tự cân chỉnh cơng suất dựa vào tín hiệu DPCCH nhận được từ UE. Thơng qua quá trình thiết lập cuộc gọi, RNC gởi thơng tin BER_target cho UE thơng qua tín hiệu thiết lập RRC (Thủ tục này cịn được gọi là Downlink Outer Loop Control). Khi UE nhận được gĩi tin DPDCH từ Node B, nĩ sẽ thực hiện phép so sánh BER_estimated với BER_target để quyết định thơng điệp DPCCH tiếp theo gởi cho Node B cĩ trường TPC mang giá trị 0 hoặc 1. Khi node B nhận được thơng điệp DPCCH từ UE, tùy vào giá trị của trường TPC và nĩ quyết định tăng hay giảm cơng suất một khỏang delta. Tuy theo thiết bị và nhà sản xuất, giá trị delta cĩ thể là 0.5dB, 1dB, 1.5dB hoặc 2dB, cũng như người vận hành cĩ được can thiệp vào các thơng số trong các quá trình này hay khơng! Như vậy xem xét qua đặc tính điều khiển cơng suất trong UMTS.
Điều khiển cơng suất vịng ngồi thực hiện đánh giá dài hạn chất lượng đường truyền trên cơ sở tỷ lệ lỗi khung FER hoặc BER để quyết định SIR đích cho điều khiển cơng suất vịng trong.
Hình (2.9) cho thấy hoạt động của điều khiển cơng suất đường lên ở một kênh fading ở tốc độ chuyển động thấp của MS. Các lệnh điều khiển cơng suất sẽ điều khiển cơng suất của MS tỷ lệ nghịch với cơng suất thu được (hay SIR) tại BS.
Nhờ đảm bảo dự trữ để chỉnh cơng suất theo từng nấc, nên chỉ cịn một lượng fading nhỏ và kênh trở thành kênh hầu như khơng fading (nhìn từ phía BS).
Hình 2.9 Điều khiển cơng suất vịng kín bù trừ phading nhanh
Tuy nhiên việc loại bỏ phading phải trả giá bằng tăng cơng suất phát. Vì thế khi MS bị phading sâu, cơng suất phát sử dụng lớn và nhiễu gây ra cho các ơ khác cũng tăng.
Điều khiển cơng suất vịng ngồi thực hiện điều chỉnh giá trị SIR đích ở BS (MS) cho phù hợp với từng yêu cầu của từng đường truyền vơ tuyến để đạt được chất lượng các đường truyền vơ tuyến như nhau. Chất lượng của các đường truyền vơ tuyến thường được đánh giá bằng tỷ số bit lỗi BER hay tỷ số khung lỗi FER (Frame Error Rate). Lý do cần đặt lại SIRđích như sau : SIR yêu cầu (tỷ lệ với Eb/No) chẳng hạn là FER=1% phụ thuộc vào tốc độ của MS và đặc điểm truyền nhiều đường. Nếu ta đặt SIR đích cho trường hợp xấu nhất (cho tốc độ cao nhất) thì sẽ lãng phí dung lượng cho các kết nối ở tốc độ thấp. Như vậy, tốt nhất là để SIR đích thả nổi xung quanh giá trị tối thiểu đáp ứng được yêu cầu chất lượng. Hình (2.10) cho thấy sự thay đổi SIR đích theo thời gian.
Hình 2.10 Điều khiển cơng suất vịng ngồi