移動(dòng)臺(tái)（MS）和SGSN之間的GPRS分層模型如圖所示。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的協(xié)議有5層，自下而上依次為物理層、MACMdiumControl）層、LLC（LogicalLinkControl）層、SNDC（SubnetworkDependantConvergence）層和網(wǎng)絡(luò)層。
Um接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層則負(fù)責(zé)提供空中接口的各種邏輯信道。GSM空中接口的載頻帶寬為20OkHz，一個(gè)載頻分為8個(gè)物理信道。
如果8個(gè)物理信道都分配為傳送GPRS數(shù)據(jù)，則原始數(shù)據(jù)速率可達(dá)20Okb／s。考慮前向糾錯(cuò)碼的開(kāi)銷，則最終的數(shù)據(jù)速率可達(dá)164kb/s左右。
MAC為媒質(zhì)接入控制層。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動(dòng)臺(tái)共享。GPRS的邏輯信道共有3類，分別是公共控制信道、分組業(yè)務(wù)信道和GPRS廣播信道。公共控制信道用來(lái)傳送的控制信令，具體又分為尋呼和應(yīng)答等信道。分組業(yè)務(wù)信道用來(lái)傳送分組數(shù)據(jù)。廣播信道則是用來(lái)給移動(dòng)臺(tái)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)。
LLC層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于高速規(guī)程HDLC的無(wú)線鏈路協(xié)議。LLC層負(fù)責(zé)在高層SNDC層的SNDC數(shù)據(jù)單元上形成LLC地址、幀字段，從而生成完整的LLC幀。另外，LLC可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的尋址和數(shù)據(jù)幀的重發(fā)控制。
BSS中的LLR層是邏輯鏈路傳遞層。這一層負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)送MS和SGSN之間的LLC幀。LLR層對(duì)于SNDC數(shù)據(jù)單元來(lái)說(shuō)是透明的，即不負(fù)責(zé)處理SNDC數(shù)據(jù)。
SNDC被稱為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它的主要作用是完成傳送數(shù)據(jù)的分組、打包，確定TCP／和加密方式。在SNDC層，移動(dòng)臺(tái)和SGSN之間傳送的數(shù)據(jù)被分割為一個(gè)或多個(gè)SNDC數(shù)據(jù)包單元。SNDC數(shù)據(jù)包單元生成后被放置到LLC幀內(nèi)。
網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要是Phasel階段提供的TCP／IP和L25協(xié)議。TCP／IP和X.25協(xié)議對(duì)于傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如BSS和NSS等設(shè)備）是透明的。