ATM(Asynchronous Transform Mode)——异步传输模式网络技术，是当前宽带网络(如ADSL、VDSL等)的核心技术，自1994年以来已从实验室研究大量走向实际应用。它结合了电路网络和计算机网络的优点，能承载语音、数据和图像等多种业务。但是，随着网络业务量的增加，ATM网络的拥塞控制越发成为迫切需要解决的难题。 ATM网络的一个重要特征就是它能提供几类服务以满足不同服务质量的要求，这包括：恒定比特率(CBR)、未定比特率(UBR)、可用比特率(ABR)以及可变的比特率(VBR)服务。这些服务中，CBR和VBR属于“受保护”的服务，它们被网络中的交换机赋予更高的优先权，优先获得链路带宽的分配。ABR则是利用CBR和VBR连接剩余的带宽来承载“尽力传输”的业务；此外，ABR服务主要用于支持数据应用，在网络信息传输中有着重要的地位。因此ABR业务的拥塞控制显得尤为重要。 ABR业务采用基于速率反馈的拥塞控制机制，主要有两种实现方案：二进制速率反馈和显示速率反馈方案。在高速网络中，实现方案的简洁性在很大程度上决定着交换机的性能，所以广大交换机厂商纷纷采用了相对简单的二进制速率反馈方案。但是，传统的二进制ABR业务拥塞控制机制大多基于启发式法则而没有正式的理论支持，所以这些方法存在两个不足，一是队列长度和源端允许信元速率呈现振荡性；二是在具有大的带宽时延乘积的网络中，控制效果不佳。本文摒弃了以往二进制ABR拥塞控制中采用的直觉分析方法，从控制理论的角度分析了该问题。本文的主要工作包括： 首先，基于流体流理论建立了单瓶颈节点的二进制ABR流的网络模型。在对该模型线性化后，本文对二进制ABR拥塞控制广泛采用的显示前向拥塞指示(EFCI)算法进行了性能分析，结果表明二进制EFCI算法导致系统振荡的主要原因在于判定和解除拥塞状态时引入了非线性环节，而非二进制机制的内在属性。因此从理论上讲，二进制反馈机制的简洁性应该有充分发挥的空间。这为论文的研究奠定了基础。 然后，采用上述模型，分别基于线性PID、模糊PID、神经PID、专家PID摘要及遗传算法PID技术，研究了二进制ABR流的拥塞控制问题。线性PID控制器在一定程度上抑制了系统振荡，使得系统的稳态/动态性能有所改善，同时使得系统具有一定的鲁棒性。继普通PID控制之后，设计了三种改进的PID控制器，即积分分离PID、变速积分PID及微分先行PID控制器，这类改进的PID控制器进一步改善了系统性能，但其效果不明显。 将模糊逻辑与PID技术相结合，研究设计了直接控制量模糊PID控制器、模糊自适应整定PID控制器及模糊免疫PID控制器，并将其成功地应用于二进制ABR流的拥塞控制。仿真表明这类控制器不仅具有传统PID控制器的优良特性，而且由于模糊逻辑的加入，当系统受到可变比特流的干扰或系统参数变化时，控制器翔玉能很好地完成控制任务。一 将神经网络与PID技术相结合，研究设计了单神经元自适应PID控制器，并根据控制经验将其进行了改进;提出了一种动态前向网络范畴的新型神经元PID控制器，并将其成功地应用于二进制ABR流的拥塞控制。这类控制器通过自学习，取得了良好的控制效果，有效的抑制了系统振荡，实现了零超调、零误差，增强了系统的鲁棒性。相对于其它拥塞控制机制，这类控制机制的综合性能更加突出。 将专家知识及遗传算法与PID技术相结合，研究设计了专家PD控制器和基于遗传算法的PID控制器，并将其应用于二进制ABR流的拥塞控制。仿真表明这两种控制方法的有效性，但是其控制效果仍有待改善。 最后，本文分析比较了各类拥塞控制方法，指出了它们的优缺点，同时对ABR拥塞控制及智能Pro控制的应用前景进行了展望。