GPRS 的完整形式是什么？

GPRS：通用分组无线服务

GPRS 代表通用分组无线服务。它是一种面向分组的无线数据通信服务，适用于 2G 和 3G 蜂窝通信系统中的移动通信。它是一种非语音、高速分组交换技术，专为 GSM 网络设计。

它基于一种称为高斯最小频移键控（GMSK）的调制技术。要在 GSM 或 TDMA 网络上启用 GPRS，我们需要添加两个核心模块：网关 GPRS 服务节点（GGSN）和服务 GPRS 服务节点（SGSN）。

GPRS 的作用

GPRS 可用于基于互联网协议提供连接，支持各种企业和商业应用。

GPRS 的优势

• 它提供比固定电信网络更高的数据传输速度。其最佳速度为 171.2 kbps，几乎是固定电信速度的三倍。
• 它提供即时连接和即时数据传输。
• 它非常经济高效。
• 它具有创新和卓越的应用。它通过移动设备提供互联网应用，并促进网页浏览、即时消息、电子商务等。

使用 GPRS 需要什么？

• 带有 GPRS 调制解调器的应用程序
• GSM/GPRS 网络
• 带有 GPRS 服务的 SIM 卡
• 可访问互联网或 GPRS 网络的远程站

注意：EDGE 和 3G 等新技术比 GPRS 快得多。

GPRS 被认为是 2.5G 技术，因为它比标准的 2G 数字技术更先进，但未能满足 3G 技术的要求。

历史背景

为了更全面地理解通用分组无线服务 (GPRS)，深入研究其历史背景至关重要。GPRS 的出现正值电信行业快速变化的时期，原因在于消费者需求的变化、技术发展以及对数据访问日益增长的需求。在此，我们探讨 GPRS 的历史背景。

GPRS 之前的电信环境

在 GPRS 引入之前，语音通信主导了移动电信。20 世纪末，全球移动通信系统 (GSM) 是主导技术。第二代 (2G) 蜂窝技术 GSM 引入了短消息服务 (SMS) 和数字语音传输，彻底改变了移动电信。然而，在 GSM 下，数据传输次于语音通话，并且通常仅限于短信等基于文本的应用。

数据需求增长

随着 20 世纪 90 年代的推移，消费者需求发生了显著变化。越来越多的人寻求移动解决方案，以访问除短信之外的数据服务。这一变化受到多种因素的影响：

1. 个人计算机的兴起： 随着个人计算机革命的开始，人们已经习惯在日常生活中使用电子邮件、在线浏览和其他数据驱动的应用程序。
2. 数字革命： 为了保持连接和提高生产力，人们现在需要移动数据连接，因为数字内容（包括多媒体和文档）非常丰富。
3. 业务需求： 随着更强大的数据服务变得必要，企业开始看到移动数据在通信和生产力方面的潜力。

电路交换网络效率低下

电路交换技术是包括 GSM 在内的旧蜂窝网络运行的基础。在电路交换网络中，在通话期间会建立一个专用电路或通道。这种策略对于语音通信有效，因为它需要持续连接。然而，它在数据传输方面效率极低。

1. 缺乏灵活性： 电路交换网络为语音通话分配了有限的带宽，为数据服务留下的机会很少。这种僵化限制了适应波动数据流的能力。
2. 高成本： 为数据服务持续分配电路导致客户和服务提供商的成本都很高。
3. 延迟： 电路交换网络上的数据传输存在明显的延迟，使得视频会议等实时应用无法实现。

分组交换的发展

由于对更高效数据传输的需求，分组交换的概念越来越受欢迎。数据被分成不同的数据包并单独传输，而不是电路交换那样预留专用通道。这种策略具有以下优点：

1. 有效资源利用： 分组交换允许动态使用网络资源，仅在需要发送数据时才分配容量，从而提高网络效率。
2. 低延迟： 分组交换的不连续性降低了延迟，使其适用于实时应用。
3. 成本效益： 由于资源优化利用，分组交换本质上比电路交换更具成本效益。

GPRS：弥合差距

为了应对这些变化和需求，通用分组无线服务 (GPRS) 应运而生，作为弥合以语音为中心的传统蜂窝网络与新兴移动数据行业之间差距的手段。GPRS 于 1997 年标准化，旨在与现有 GSM 网络集成，增强其处理分组交换数据的能力。通常被称为 2.5G，这个术语反映了它作为 2G 和 3G 技术之间桥梁的地位。

总之，电信行业的发展对 GPRS 的历史背景产生了重大影响。它是在对当前以语音为中心的蜂窝网络的限制以及不断变化的用户需求的反应中创建的。GPRS 通过向 GSM 网络提供分组交换和数据功能，为移动数据革命奠定了基础，为我们今天所享受的各种数据驱动的移动通信环境铺平了道路。

技术基础

要充分理解 GPRS 的技术基础，必须深入探讨构成通用分组无线服务操作和能力的核心要素。作为 GSM 系列的重要成员，GPRS 引入了许多重大的技术进步，使得通过移动网络进行分组交换数据传输成为可能。在此，我们深入探讨 GPRS 的技术基础：

1. 分组交换

分组交换的概念是 GPRS 的核心。与传统 GSM 网络中采用的电路交换策略相比，这构成了显著的转变。无论数据是否正在主动传输，在电路交换网络中，都会在通话期间形成一个专用通信通道。另一方面，GPRS 使用分组交换，它将数据分成小的、独立的包并单独传输。

分组交换具有以下主要优点：

• 有效利用资源： 通过仅在需要传输数据时分配网络资源，更有效地利用可用带宽。
• 灵活性： GPRS 网络能够根据需求灵活分配资源，最大限度地提高语音和数据流量的网络效率。
• 成本效益： 与必须预订特定通道的电路交换相比，分组交换降低了数据传输的成本。

2. 无线接口

GPRS 使用与 GSM 相同的时间划分多址（TDMA）技术，并使用相同的无线电频率带。但是，GPRS 添加了数据传输时隙的概念。一个数据包可以容纳在一个时隙中。为了满足数据会话的带宽需求，这些时间间隔经常组合在一起。

以下是重要的 GPRS 无线接口功能：

• 时隙分配： GPRS 根据数据流量的需求动态分配时隙。分配给用户的时间隙越多，用户传输数据的速率就越高。
• 多时隙类别： GPRS 设备根据其同时利用多个时隙的能力分为多时隙类别。更高的多时隙类别支持更快的数据传输速度。

3. IP 接受度

GPRS 与互联网协议 (IP) 的互操作性是其主要优势之一。由于 GPRS 网络可以直接处理 IP 流量，因此它们可以与全球互联网无缝集成。这种互操作性允许引入多种基于 IP 的服务，例如：

• 网页浏览： GPRS 使移动设备能够即时访问网站，从而促进了移动互联网浏览。
• 电子邮件： 在移动设备上发送和接收电子邮件的能力使 GPRS 成为一种广受欢迎的商务通信工具。
• 多媒体消息： 允许通过移动设备共享多媒体内容的彩信服务 (MMS) 通过 GPRS 成为可能。
• IP 语音 (VoIP)： IP 兼容性使得 VoIP 应用程序成为可能，允许通过数据网络传输语音通信。

4. 错误校正和数据压缩

GPRS 使用数据压缩和错误校正方法来增强数据传输。错误校正确保数据正确无损地到达目的地，而数据压缩使数据包更小，传输更快。

• 数据压缩： 为了优化带宽使用并缩短传输时间，GPRS 设备在传输前利用数据压缩技术来减小数据包的大小。
• 错误校正： 为了恢复可能在传输过程中丢失或失真的数据并维护数据完整性，使用了前向纠错 (FEC) 等错误校正技术。

5. 与移动设备兼容

GPRS 引入了一类新的移动设备，称为 GPRS 功能或 GPRS 启用设备。这些设备的硬件和软件专门设计用于允许 GPRS 数据传输。无线接口和数据包化由 GPRS 调制解调器和 GPRS 兼容操作系统处理，并且能够利用分组交换数据功能的应用程序是必不可少的组件。

总之，分组交换、有效的无线电资源利用、互联网协议兼容性、数据压缩、错误校正以及 GPRS 兼容移动设备的创建是 GPRS 的技术基础。这些发展共同改变了移动网络，使得数据能够有效地传输，并为移动数据革命奠定了基础，这场革命至今仍在重塑电信行业。

GPRS 的运作

为了理解通用分组无线服务 (GPRS) 的运作方式，需要对 GPRS 移动网络内部的网络架构和数据流进行全面检查。在现有 GSM 网络之上，GPRS 提供了分组交换数据服务层，从而实现了高效的数据传输。在此，我们探讨 GPRS 功能：

1. 网络结构

为了实现分组交换数据传输，GPRS 包含了许多关键的网络组件。这些组件包括：

• 移动站 (MS)： 这些是具有 GPRS 功能的便携式设备，例如智能手机或调制解调器。
• 基站子系统 (BSS)： 它由基站控制器 (BSC) 组成，负责管理多个 BTS，以及基站收发台 (BTS)，它们直接与移动设备连接。
• 服务 GPRS 支持节点 (SGSN)： 在其覆盖区域内，该节点负责监督移动设备的数据会话。它管理身份验证、路由数据包并跟踪每个设备的位置。
• 网关 GPRS 支持节点 (GGSN)： 作为互联网或私有商业网络等外部网络进入 GPRS 网络的入口点。它为移动设备提供 IP 地址，管理安全性，并将数据包路由到其预定位置。
• GPRS 核心网络： 连接 SGSN、GGSN 和其他网络组件以确保数据管理和路由的网络架构。

2. 分组数据传输

当移动设备打开数据会话时（例如，通过使用网络浏览器或电子邮件应用程序），GPRS 开始发挥作用。以下是 GPRS 网络中数据传输过程的详细解释：

1. 移动设备生成的数据通过分组被分成更小的包。每个包中都包含部分数据以及其序列和目的地信息。
2. 最近的基站收发台 (BTS) 通过无线电传输接收数据包。BTS 使用与 GSM 相同的无线电频率带与移动手机连接。
3. BTS 到 BSC：基站控制器 (BSC) 负责监督其覆盖区域内的多个 BTS，它从 BTS 接收数据包并将其转发给它。
4. BSC 到 SGSN：连接到移动设备的服务 GPRS 支持节点 (SGSN) 接收由 BSC 路由的数据包。用户的​​数据会话控制权归 SGSN 所有。
5. SGSN 执行用户身份验证和授权检查，以确保移动设备被授权访问 GPRS 网络，并且它具有数据传输的适当权限。
6. 数据路由：收到授权后，SGSN 将数据包路由到其预定位置，这可能是内部 GPRS 网络或通过网关 GPRS 支持节点 (GGSN) 连接的外部网络。
7. 如果数据包要传输到外部网络（例如互联网），GGSN 会为移动设备分配一个 IP 地址。该设备可以通过其 IP 地址在线访问。
8. 数据交换：使用 GGSN，数据包随后从移动设备发送到互联网或其他网络。用户现在可以轻松访问网站、发送电子邮件和使用其他数据服务。

3. 记账和计费

GPRS 网络用于衡量数据使用情况的技术为数据服务提供了适当的计费。这些系统跟踪每个移动设备的数据传输量，通常以千字节或兆字节表示。此信息用于向客户收费，客户通常根据他们使用的数据量付费。

4. 会话管理

当移动设备在不同的蜂窝区域之间甚至在不同的 SGSN 之间漫游时，SGSN 会跟踪每个当前数据会话，管理资源，并确保其持续性。为了确保数据会话期间的流畅用户体验，会话管理至关重要。

总之，GPRS 使用多种网络组件和操作程序来实现高效的分组交换数据传输。为了实现互联网访问，移动设备与基站通信，数据在网络中路由，并且 IP 地址分配给设备。为了让消费者通过移动网络访问各种数据服务，GPRS 还包含用户识别、定价和会话管理系统。

对当代移动通信的影响

通用分组无线服务 (GPRS) 在当今时代永久改变了移动通信。它在 20 世纪 90 年代末的推出改变了移动网络的功能，并为现在对我们日常生活至关重要的各种服务和技术打开了大门。在此，我们探讨 GPRS 对当代移动通信产生的重大影响：

1. 移动互联网革命

移动互联网时代在很大程度上是由于 GPRS 开启的。在 GPRS 之前，手机的主要用途是短信和电话。随着 GPRS 的出现，手机现在可以访问互联网并浏览网页。这项创新使个人能够接触到一个知识、娱乐和通信的世界。它为下一代移动数据技术（例如 3G、4G 和 5G）奠定了基础，这些技术进一步改善了移动互联网体验。

2. 多种数据服务

除了网页浏览之外，GPRS 还提供了广泛的数据服务。用户可以阅读新闻和天气更新，撰写和接收电子邮件，甚至参与在线论坛和对话。由于提供了各种互联网服务，移动智能手机变得比仅用于语音和短信更有用，使它们成为个人和商务用途的适应性工具。

3. 移动银行和商务

GPRS 的引入促成了移动银行和商务。用户可以使用移动设备进行金融交易、监控银行账户余额和进行安全的在线支付。这为移动支付革命铺平了道路，导致移动钱包和非接触式支付等服务在现代数字经济中得到广泛采用。

4. 数字消息

多媒体消息服务 (MMS) 由 GPRS 实现，允许用户在移动设备上发送和接收多媒体文件，包括图片、视频和音频片段。这项创新彻底改变了人们交换信息和通信的方式，为社交媒体网站的出现和富媒体内容的传播铺平了道路。

5. 即时通信

现在可以通过 GPRS 在移动设备上进行实时通信。即时消息应用程序让用户可以与朋友和同事进行实时对话，这些应用程序越来越受欢迎。此外，GPRS 使得 IP 语音 (VoIP) 服务成为可能，这些服务允许通过数据网络进行语音和视频通话。这些服务最终发展成为 Skype、WhatsApp 和 Zoom 等知名程序。

6. 提高生产力

对于公司和专业人士来说，GPRS 移动设备的可用性提高了生产力。远程访问公司网络、文档的阅读和编辑以及移动电子邮件都已成为标准。得益于这种移动性，摆脱了办公桌的束缚，改变了工作方式。

7. 全球连接

GPRS 使人们能够在旅行时在全球范围内连接并获取信息。由于移动运营商之间的漫游协议，用户可以在国外使用 GPRS 服务，从而促进了国际贸易和通信。

8. 从 2G 到 3G 到 4G 及更高

未来的移动数据技术迭代能够建立在 GPRS 的基础上。3G、4G 和 5G 网络的开发利用了 GPRS 的经验教训，这些网络提供了更高的数据速率、更低的延迟和更大的容量。随着视频流、虚拟现实和物联网等应用程序成为当代移动通信的重要组成部分，这些发展将继续影响我们互动的方式。

总之，GPRS 是一项改变游戏规则的技术进步，它为当前的移动通信环境奠定了框架。移动互联网的广泛使用、各种数据服务、移动商务、实时通信和生产力的提高都表明了它的影响力。GPRS 的遗产体现在它直接启用的服务以及它作为移动技术进一步发展的催化剂的作用，这些技术塑造了我们在数字时代互动和交流的方式。