本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于跨层优化的无线网络协议头压缩方法，包括将压缩器建模为三种状态的有限状态机，包括刷新状态、一阶状态和二阶状态；将解压器建模为三种状态的有限状态机，包括非文本状态、全上下文状态以及中间静态上下文状态；将ROHC信道建模成K种状态的马尔可夫信道；基于压缩器、解码器以及信道的建模，将如何选择下一个需要传输的包报头的类型建模为部分可观测的马尔科夫决策模型，通过求解该模型获取下一个需要传输的包报头的类型；本发明根据引入较低层的部分信息来预测解压端状态，并自适应决策ROHC的压缩端状态，从而在不需要引入单独的反馈信道就能实现较高的效率和可靠性。