NB-IoT在NAS協議處理UE和MME之間信息的傳輸，傳輸的內容可以是用戶信息或控制信息(如業務的建立、釋放或移動性管理信息)。控制面的NAS消息有連接性管理(Connection Management，CM)、移動性管理(Mobility Management，GMM)等。
RRC子層處理UE和eNB基站之間控制面板的第三層信息。RRC對無限資源進行分配并發送相關信令，UE和E-UTRAN之間控制信令的主要部分是RRC消息，RRC消息承載了建立、修改和釋放層2和物理層協議實體所需的全部參數，同時也攜帶了NAS的一些信令。RRC協議在接入層中實現控制功能，負責建立無線承載，配置eNB基站和UE之間的RRC信令控制。
用戶面協議棧包括PDCP、RLC、MAC和PHY物理層協議，功能包括報頭壓縮、加密、調度、ARQ和HARQ。
物理層為數據鏈路層提供數據傳輸功能，物理層通過傳輸信道為MAC子層提供相應的服務，MAC子層通過邏輯信道向RLC子層提供相應的服務。
PDCP子層屬于無線接口協議棧的第二層，負責處理控制面上的RRC消息和用戶面上的IP數據包。在用戶面，PDCP子層得到來自上層的IP數據分組后，可以對IP數據包進行報頭壓縮和加密，然后遞交到RLC子層。PDCP子層還向上層提供按序提交和重復分組檢測功能。在控制面，PDCP子層為上層RRC提供信令傳輸服務，并實現RRC信令的加密和一致性保護，以及在反方向上實現RRC指令的解密和一致性檢查。
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