Phiên bản thứ 2 của UMTS ban đầu gọi là Release 2000, và đây là tiêu chuẩn được xem là rất hoàn hảo. Chúng ta thấy thực tế có những thay đổi lớn so với phiên bản thứ nhất phát hành năm 1999 ( R99) và nó sử dụng 2 chuẩn mới chỉ được hoàn thành vào năm 2002. Phiên bản ban đầu có tên là R3, các phiên bản sau sẽ có tên là R4 và R5.
Sự khác biêt lớn nhất của UMTS R4 là ở phần mạng lõi xử lý cho các tín hiệu chuyển mạch kênh, còn UTRAN, miền chuyển mạch gói và các phần còn lại là không
được đưa đến Media Gateway. Từ đây lưu lượng thoại được đóng gói và chuyển đi dưới dạng gói IP- như chuyển bằng VolP là một cách. Kiến trúc chung của R4 như hình vẽ:
Hình 2.5: Kiến trúc của UMTS R4
Một đặc điểm quan trọng của R4 là nó tương thích hoàn toàn với các mạng trước đó. Điều này dẫn đến ta không phải thay đổi các đầu cuối và không cần quá trình nâng cấp. Ưu điểm là hệ thống sẽ tiết kiệm chi phí, độ tích hợp cao, mềm dẻo và dễ cải tiến. Việc tiết kiệm là do có sự tham gia của mạng IP vào quá trình truyền dẫn, nó sẽ cung cấp việc chuyển dữ liệu giá rẻ hơn so với các loại kỹ thuật khác như TDM hay ATM. Thêm vào đó, trong phiên bản R3, các tín hiệu thoại của di động có tốc độ thấp (được mã hoá thích ứng ở tốc độ từ 5Kbps đến 12Kbps) đều được chuyển thành 64 Kbps ở MSC trước khi chuyển sang các mạng di động khác. Điều này là phí phạm băng thông truyền dẫn và tăng chi phí truyền. R4 đưa ra các đề xuất mềm dẻo: tiết kiệm chi phí bằng cách có thể chuyển cả PS và CS trên cùng một mạng lõi chung và tích hợp các chức năng điều khiển và quản lý lại. Như vậy ta có một mạng lõi IP có thể sử dụng cho lưu lượng của mạng di động lẫn mạng cố định. Với R4, chúng ta cũng xác định rõ chức năng của mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển, MG (Media Gateway) và MGC (Media Gateway Controller) có thể thêm vào một cách độc lập dẫn đến mở đường cho việc xây dựng mạng VoIP. Cuối cùng R4 cũng đưa ra đưa ra một bước phát triển mới cho một giải pháp đầy đủ VolP- thoại được đóng gói ở đầu cuối, đây có thể coi là một tiến bộ to lớn.