3GPP 在ETSI提出的GSM网络基础上平滑过渡到第三代移动通信的解决方案，称之为通用移动通信通信系统（UMTS，Universal Mobile Telecommunication System），其核心网采用升级的GSM核心网络，无线接入网包括WCDMA技术（FDD工作方式）和TD-SCDMA技术（TDD工作方式）。
1、UMTS网络的设计基本原则
对于UMTS网络的设计应主要遵循以下3项基本原则：
1）无线接入网（UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network）和核心网（CN，Core Network）功能应尽量分离。对相关无线资源的管理、调度等功能主要由无线接入网来承担；与业务和应用相关的贴近用户的功能则由核心网执行。
2）在逻辑上将用户数据传输网和信令网分开。
3）从标准的角度出发，用户设备（UE）和无线接入网应采用全新的协议，其设计基于WCDMA/TD-SCDMA无线技术；核心网采用GSM/GPRS第二代的有关定义，随后逐步向全IP网发展，能够实现网络的平滑过渡，保护已有投资，在第三代移动通信系统应用初期实现全球漫游。
2、UMTS网络结构
依据上述基本原则，UMTS采用和第二代移动通信系统类似的网络结构，分成许多逻辑网络单元。这些逻辑网络单元的描述通常从功能和所归属的子网进行分组。而且随着网络功能的增加，在网络单元中也应该增加相应的实体，以确保其功能的完成。
对于UMTS的网络结构，如果从功能上看，它主要包括核心网、无线接入网和用户设备。核心网主要处理UMTS内部所有的语音呼叫、数据连接和交换，以及与外部其他网络的连接和路由选择。无线接入网完成所有无线有关的功能。其UMTS的结构简图如下图2-1所示。CN与UTRAN之间的接口为Iu，UE与UTRAN之间的接口为Uu。
图2-1：UMTS的结构
如果从子网划分的角度来看，UMTS包含了若干既能自行工作，又能和其它子网协调工作的子网。下图2-2示出了R4规范的包含有电路交换域（CS）和分组交换域（PS）的公共陆地移动通信网（PLMN）的基本配置。
图2-2：支持CS和PS功能的PLMN的基本配置
在图2-2中，一是为了充分说明网络的平滑演进，把2G中的基站控制器（BSC）也加之网络结构中，可以看出2G中的BSS与3G中的RNS的地位是相同的；二是实线表示用户数据，虚线表示信令；三是没有包含R5所规范的IP多媒体核心网子系统（IMS）域的功能实体。在后续的标准演进中，要逐步引进全IP的传输，网络结构也随之发生相应的变化。
3、UMTS网络接口
UMTS从物理结构上由三大部分组成：称之为移动设备域（ME）、接入网域（UTRAN）和核心网域（CN），详见下图3-1。因此其系统接口就可分为域间接口和域内接口两大类，具体的接口种类和定义详见下表3-1。其中接入网域UTRAN与核心网CN域间的域间接口Iu接口的结构可参见下图3-2，而接入网域内的各种Iu接口的位置可参见下图3-3。Iu接口两侧（CN侧与UTRAN侧）的功能分配情况具体见下表3-2，在表中，“√”表示具有相应的功能。
图3-1：第三代移动通信系统（UMTS）物理结构模型
表3-1：关于第三代移动通信系统的接口种类和定义
图3-2：Iu接口的结构
图3-3：接入网域内的其它各种Iu接口的位置
表3-2：Iu接口两侧UTRAN与CN间的功能分配情况
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其UMTS系统业务侧的相关接口的传输带宽（类型）详见下表3-3。从表中可以看出，对于3G业务颗粒而言，除了E1之外，还有n×E1的业务。因此3G新业务的引入对于传输网的带宽需求相对于2G或2.5G系统而言增加了许多。
表3-3：UMTS相关接口的传输带宽（类型）
4、UMTS的主要功能实体及作用
对于第三代移动通信系统，在系统的组成上与第二代移动通信系统已经有了很大的不同。为此，关于第三代移动通信系统的组成，有许许多多的主要功能实体，来完成话音、数据、短信等服务。对于接入网UTRAN相对简单，主要有RNC和Node B。RNC主要功能是负责接入网无线资源的管理；Node B主要功能是进行空中接口的物理层处理。而对于核心网CN就相对复杂的多，R4核心网逻辑上分为CS域、PS域，R5有引入了IMS（IP多媒体核心网子系统）域。因此，UMTS的主要功能实体（包括中英文名称、作用等）详见下表4-1。
表4-1：UMTS的主要功能实体及作用
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