802.11 Backoff Timer，bugFix_timer_

本文主要介绍802.11协议中的退避算法的具体流程：

上图出自802.11-2007的文档，简单明了的解释了各个node在竞争信道时发生的故事。

下面两段代码对应802.11的send函数和resume函数：

send函数部分代码：

/* *  If the medium is IDLE, we must wait for a DIFS *  Space before transmitting. */if(mhBackoff_.busy() == 0) {if(is_idle()) {if (mhDefer_.busy() == 0) {/* * If we are already deferring, there is no * need to reset the Defer timer. */if (bugFix_timer_) { mhBackoff_.start(cw_, is_idle(),   phymib_.getDIFS());}else {rTime = (Random::random() % cw_)* (phymib_.getSlotTime());mhDefer_.start(phymib_.getDIFS() +        rTime);}}} else {/* * If the medium is NOT IDLE, then we start * the backoff timer. */mhBackoff_.start(cw_, is_idle());}}}

当一个node准备send之前，首先要检查自己的backoff timer是否已经开始倒计时，如果已经开始倒计时，那么只要return等待timer的结束即可。因为任何情况下只要mhBackoff timer结束，此node就可以立即占用信道。这对应于node第一行中的判断。

tx_resume（）部分代码：

if (mhBackoff_.busy() == 0) {//waiting for backoff timer times out at which time we can send data right nowif (bugFix_timer_) {mhBackoff_.start(cw_, is_idle(),  phymib_.getDIFS());//}else {rTime = (Random::random() % cw_) * phymib_.getSlotTime();mhDefer_.start( phymib_.getDIFS() + rTime);}}

首先，对于node B 来说，他首先check自己的mhBackoff timer,发现not busy;接着检查信道是否空闲(is_idle()),此时因为上图中信道被A占据，信道忙，所以B被迫进入defer阶段，等待信道的再次空闲。此时，对应的代码段因为is_idle()判断为否，直接进入else 语句中，设定自己的Backoff timer。这里为什么本来要进入defer timer却要设置Backoff Timer呢？主要是由于Backoff Timer的class确定的。

解释：1.在backoff timer被设置为cw_的瞬间，由于第二个参数is_idle()为0，start()函数会立即将paused_设为1，即立即暂停backoff timer,所以此时实际上并不会开始倒计时，而是要等到resume()函数被唤醒之后才会继续。

2.start(cw_, is_idle())这句有两个疑点。第一，backoff的时间应该是random%cw_*slottime而不是固定的cw_; 第二，在被唤醒之后，除了等待random的backoff 时间，802.11中规定了首先要冻结DIFS之后才可以倒计时backoff timer. 事实上，这两点分别在mac-timers.cc中的BackoffTimer::start(int cw, int idle, double difs) 和BackoffTimer::resume(double difs)中给出了解释。即backoff的时间是在start()中设置的，而resume之后的DIFS是在resume()中加入的。

对于node C和D也是采取同样的措施。

那么，当信道为空闲时，B、C、D的backoff timer同时被唤醒，执行resume()函数，首先等待DIFS，接着开始timer的countdown，由于C比较幸运，backoff timer率先结束，于是直接占用信道。此时，信道状态变为忙，于是B和D的backoff timer也被迫暂停(图中backoff的灰色部分表示剩余的冻结时间)，直到C的数据传输完毕。重复以上过程，接下来D、E和B分别占用信道，整个过程结束。

对于NS2 send()函数中剩余部分的解释如下：

拿下图来说，我们假定此时node B还没有backoff,即忽略下图中Frame前面的那一小段backoff；并且假定node B将要开始传送数据时信道为空闲状态。

那么，对应上述代码，首先check mhBackoff为闲，接着check  is_idle()为真，进入mhDefer的判断。如果defer timer已经被前面的将要send出去的数据包设置过了，那么就无需再设，只需要等待他的time out即可。否则的话，开始设置占用信道的backoff timer.这时候引入了一个bugFix_timer_的标志，具体参见点击打开链接 此文。

在NS2的default.tcl的设置中，bugFix_timer_是设为真的，所以这时候我们就直接进入mhBackoff_.start()，开始倒计时。但是注意，这时候start()函数里加了一个phymib_.getDIFS()，即加入了一个difs,这与上文所述并不矛盾。因为，上文中所述，信道正处于忙碌状态，backoff 会立即暂停并在resume后由resume()函数加入difs；但此时由于信道为空闲，backoff timer会立即启动，那么自然要手动加入这个difs了。