On Efficient Packet-Switched Wireless Networking: A Markovian Approach to Trans-Layer Design and Optimization of ROHC
On Efficient Packet-Switched Wireless Networking: A Markovian Approach to Trans-Layer Design and Optimization of ROHC
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高效分组交换无线网络：ROHC 跨层设计和优化的马尔可夫方法
DOI：
10.1109/twc.2017.2694840
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发表时间：
2017
影响因子：
10.4
通讯作者：
Ding, Zhi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, Wenhao;Ding, Zhi
在分组交换无线电链路中，鲜为人知的鲁棒报头压缩（ROHC）已经成为许多无线通信网络（特别是蜂窝通信网络）的组成部分。为了加强现有的计划，本文旨在改善ROHC性能的有效载荷效率的U模式压缩在恶劣的无线信道条件下。我们首先考虑当前ROHC系统的参数优化，为此，我们提出了一个马尔可夫压缩机模型适合现实的单向（U模式）ROHC。我们提出了稳态分析和瞬态行为分析的ROHC。更一般地说，我们提出了一种新的跨层ROHC设计概念，利用较低的蜂窝网络层的状态信息，自适应地控制报头压缩，而无需专门的反馈。考虑到实际的延迟和不准确性时，获取低层信息，我们开发了一个ROHC控制框架的部分可观测马尔可夫决策过程。我们的研究结果表明，我们的马尔可夫ROHC压缩机模型在表征静态和瞬态行为的强度，以及所提出的跨层ROHC设计方法的显着优势。
In packet-switched radio links, the little known Robust Header Compression (ROHC) has become an integral part of many wireless and particularly cellular communication networks. To strengthen existing schemes, this paper aims to improve ROHC performance in terms of payload efficiency for U-mode compression under poor wireless channel conditions. We first consider the parameter optimization of current ROHC systems, for which we propose a Markov compressor model suitable for realistic unidirectional (U-mode) ROHC. We present both the steady-state analysis and the transient behavior analysis of the ROHC. More generally, we propose a novel trans-layer ROHC design concept by exploiting lower cellular network layer status information to adaptively control header compression without dedicated feedbacks. Considering practical delay and inaccuracy when acquiring lower layer information, we develop a ROHC control framework in terms of a partially observable Markov decision process. Our results demonstrate the strength of our Markov ROHC compressor model in characterizing both stationary and transient behaviors, and the significant advantage of the proposed trans-layer ROHC design approach.
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