Cross-layer design optimizations in wireless protocol stacks

Abstract
The performance of applications on mobile devices is affected by the device constraints of memory, processing power, battery life and the variations in the wireless network. The variations in the wireless network will be compounded in the next generation networks—3G and beyond—when the devices move across heterogeneous networks. To allow interoperability with the Internet, existing standard protocol stacks would be deployed in the new networks and mobile devices. However, these protocol stacks which are architected and implemented in a layered manner do not function efficiently in mobile wireless environments. Cross-layer feedback in the protocol stack would be useful to improve the efficiency of these protocol stacks. In this paper, we discuss the benefits of cross-layer feedback on the mobile device and present a representative survey.
by Vijay T. Raisinghani and Sridhar Iyer

Mostra a informação que pode ser extraída de cada camada da pilha TCP/IP. Tem informações faltando. O artigo é muito simples, não precisa ser lido, basta dar uma olhada na resenha.

Trechos

• The standard protocol stacks are architected [4] and implemented in a layered manner and function inefficiently in mobile wireless environments [5]. This is due to the highly variable nature of wireless links and the resource-poor nature of mobile devices.
  

Interações

• Física:
  
  • A camada de rede pode selecionar uma interface diferente dependendo da taxa de erros;
    
  • MAC pode fazer controle de potência (estudos mostram que o tamanho do frame é importante no controle de potência);
    
  • A camada física pode ajustar a codificação e potência do sinal de acordo com a energia do dispositivo.
• MAC:
  
  • Trata classes de tráfego diferentemente de acordo com os requerimentos de cada uma;
    
  • Pode aplicar técnicas de modulação e codificação mais confiáveis para aplicações críticas (esses esquemas não são aplicados sempre pois aumentam consumo de energia e overhead);
    
  • Mobile-IP detecta uma mudança de subrede na camada de rede, porém a camada MAC consegue detectar isso mais rapidamente através do monitoramento da força do sinal. Utilizar essa informação pode diminuir o tempo de handoff;
  • Dá para ajustar o tamanho dos quadros baseado na qualidade do canal. Quadros grandes aumentam a taxa de transferência, mas se o canal estiver ruidoso as perdas são muito grandes
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• Transporte
• A aplicação pode configurar diferentes classes de prioridade configurando parâmetros do TCP (janela de recepção por exemplo);
• TCP pode informar a taxa de perda para que a aplicaçao ajuste a taxa de transmissão
• Aplicação
• A aplicação pode usar a informação sobre a qualidade do canal ou da rede para mudar o seu comportamento. Transmissões de mídia podem mudar a qualidade da codificação e clientes de e-mail podem evitar baixar arquivos.