姓名：任丰原

职称：教授

电话：62772487

邮箱：renfy@tsinghua.edu.cn

教育背景

工学学士 (电气技术), 西北工业大学, 中国, 1993;

工学硕士 (电力传动及其自动化), 西北工业大学, 中国, 1996;

工学博士 (计算机应用), 西北工业大学, 中国, 1999.

社会兼职

中国计算机学会: 传感器网络专业委员会委员;

全国传感器网络标准化技术委员会: 委员;

Journal of Ad Hoc & Sensor Wireless Networks: 编辑.

研究领域

网络流量管理与控制, 数据中心网络

无线传器网络, 无线网络传输系统性能优化

系统性能评价, 控制理论在网络中的应用

研究概况

我的研究工作主要在以下两方面中展开：

1. 网络流量管理与控制。流量统计分布的多样性、协议的非线性耦合作用、网络状态的时变特性等因素，使建立网络流量系统的动态模型面临诸多障碍。因缺乏系统模型而采用启发式设计，得到的流量控制与管理算法只能局部有效；并且，有限的仿真试验较难对所设计算法的性能有全面系统的评价和深入透彻的理解。我们将网络流量控制子系统视为一个非线性时变时滞闭环系统，使用流体流近似和局部线性化近似等技术，建立了系统的粗粒度线性化微分方程模型。我们综合应用非线性控制理论中描述函数、相平面和李雅普诺夫函数等分析方法，分析了TCP/AQM、ATM/FECI和Ethernet/BCN等典型网络流量控制子系统的稳定性，得到了相应的显式稳定性判据，对网络参数配置给出了有价值的指导意见。我们合理解释了网络中间节点中，缓存队列的等幅振荡是协议或控制算法非线性作用下系统的极限环运动。借鉴生态学中的种群演化理论，我们应用滑模变结构和内模控制等鲁棒控制理论，为超高速、大延时和无线宽带等异构网络环境设计了性能优良的拥塞控制或流量控制算法。

2. 无线传感器网络体系结构研究与协议设计。目前，制约传感器网络规模化商业应用的技术瓶颈之一，是尚未形成统一的网络体系结构和通用的编程模型。在分析和归纳无线传感器网络体系结构必备属性的基础上，基于主动网络原理，我们尝试性地构建了一个传感器网络体系结构的参考模型，完成了核心组件与模块的设计与开发。新体系结构赋予网络节点可编程能力，支持协议的动态加载、卸载和应用代码的在线升级与更新，有助于提高代码的复用性和可靠性，利于缩短规模化商业应用开发与部署的周期，为降低运营和管理大规模商用传感器网络的难度和复杂度提供了一种可能的技术路线。我们根据无线传感器网络中节点密集冗余、流量空间分布具有“多对一”的向心性等特点，参考物理学中势能场的概念与机理，利用不同的网络状态参数构造不同的“虚拟场”。叠加而成的复合场驱动数据分组在网络中定向移动，在实现了基本路由功能的同时，还能够实现能耗均衡、拥塞避免和数据聚合等附加功能。我们据此提出了多属性、动态可配置的开放路由协议的实现框架。此外，我们还利用锁相环原理设计了自校正广播时间同步协议，能够同时进行时钟偏移和飘移补偿，以较低的空间与时间复杂度、较小的通信开销实现了与传统策略同精度的时间同步算法。

奖励与荣誉

百篇最具影响国内学术论文奖 (2008);

北京市科技进步二等奖 (2007);

教育部科技进步一等奖 (2005).

学术成果

[1] F.Y. Ren, X.M. Huang, F. Liu, C. Lin, Improving TCP Throughput Over HSDPA Networks, IEEE Trans. Wireless Communication, vol.7(6),, June, 2008, pp1993~1999

[2] F.Y. Ren, C. Lin, F. Liu, Self-Correcting Time Synchronization Using Reference Broadcast in Wireless Sensor Network. IEEE Wireless Communications. Vol.15(4),Aug. 2008, pp79~85

[3] F.Y. Ren, C. Lin, B. Wei, A Nonlinear Control Theoretic Analysis to TCP-RED System, Computer Networks ,vol.49, 2005,pp580~592

[4] F.Y. Ren, C. Lin, B. Wei, A robust controller for active queue management in large delay networks, Computer Communications，Vol.28 (5) , 2005, pp485-493

[5] F.Y. Ren, Y. Ren, X.M.Shan. Design of a Fuzzy Controller for Active Queue Management, Computer Communications.vol.25,2002, pp874-883

[6] F.Y. Ren, W.C. Jiang, Phase Plane Analysis of Congestion Control in Data Center Ethernet Networks, in Proc. of the 30th International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2010), June 21~ 25, 2010, Genoa, Italy

[7] H.K Yang, F.Y Ren, C. Lin and J. Zhang. Frequency-Domain Packet Scheduling for 3GPP LTE Uplink , In Proc. of IEEE INFOCOM 2010, Mar.15~19, 2010,San Diego, CA, USA

[8] X.M. Huang, F.Y. Ren, G.W. Yang, Y.W. Wu, C.Lin. End-to-end Congestion Control for High Speed Networks Based on Population Ecology Models. In Proc. of the 28th International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS2008),June 17~20, 2008,Beijing, China

[9]X.M. Huang, C. Lin, F.Y. Ren, P. D. Ungsunan, Improving the Convergence and Stability of Congestion Control Algorithm, In Proc. of 15th IEEE International Conference on Network Protocols (ICNP 2007), October 16-19, 2007, Beijing, China

[10] F.Y. Ren, C. Lin, X.H. Yin, X.M.Shan. A Robust Active Queue Management Algorithm Based on Sliding Mode Variable Structure Control. In Proc. of IEEE INFOCOM2002, San Francisco, USA