Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
1

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5
MỞ ĐẦU 6
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ CÁC DỊCH VỤ 8
1.1. GIỚI THIỆU 8
1.2. CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9
1.2.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ một 9
1.2.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ hai 10
1.2.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 10
1.2.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 11
1.2.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba 12
1.3. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 13
1.3.1. Giới thiệu lịch sử phát triển 13
1.3.2. Cấu trúc mạng GSM 15
1.3.2.1. Trạm di động 16
1.3.2.2. Hệ thống con trạm gốc 16
1.3.2.3. Hệ thống mạng con 16
1.3.2.4. Đa truy cập trong GSM 18
1.3.2.5. Các thủ tục thông tin 19
1.3.3. Sự phát triển mạng GSM lên 3G 22
1.3.3.1. Hệ thống GSM được nâng cấp từng bước lên thế hệ ba 22
1.3.3.2. Các giải pháp nâng cấp 23
1.4. CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA 25
1.4.1. Giới thiệu chung về công nghệ thông tin di động W-CDMA 25
1.4.2. Cấu trúc mạng W-CDMA 27

2.7. CÁC CHUẨN THÔNG TIN VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 50
2.7.1. Chuẩn IMS 50
2.7.2. Chuẩn SCORM 53

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
3

2.8. HỆ THỐNG QUẢN LÝ VIỆC HỌC (LMS- LEARNING MANAGEMENT
SYSTEM) 58
2.8.1. Định nghĩa 58
2.8.2. Phân loại 58
2.8.3. Đặc điểm của LMS 59
2.8.4. Chức năng của LMS 59
2.8.5. Một vài hệ thống LMS hiện nay 60
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP HỆ THỐNG ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN
TRÊN NỀN DI ĐỘNG 61
3.1 GIỚI THIỆU 61
3.2. CẤU TRÚC MỘT HỆ THỐNG E-LEARNING ĐIỂN HÌNH 62
3.2.1. Mô hình chức năng 62
3.2.2. Mô hình hệ thống 64
3.3. CẤU TRÚC HỆ THỐNG MLEARNING 65
3.3.1. Lịch sử phát triển 65
3.3.2 Cấu trúc và thành phần cơ bản của hệ thống mLearning 67
3.4. ĐỀ XUẤT CÁC MÔ HÌNH ELEARING 73
3.4.1 Xây dựng cấu trúc mới toàn bộ 73
3.4.2. Xây dựng cấu trúc theo sản phẩm hoặc giải pháp sẵn có 74
3.5. MỘT SỐ NHÀ CUNG CẤP GIẢI PHÁP E-LEARNING & M-LEARNING
74


Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động………………………………………………… 8
Hình 1.2: Mạng tế bào vô tuyến …………………………………………………………15
Hình 1.3: Mô hình hệ thống thông tin di động tế bào………………………………… 15
Hình 1.4: Gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định…………………………… 20
Hình 1.5: Gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động…………………………… 21
Hình 1.6: Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G ………………………………25
Hình 1.7: Quá trình nâng cấp GSM lên W-CDMA……………………………………26
Hình 1.8: Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ 3 28
Hình 1.9: Cấu trúc của UMTS………………………………………………………… 28
Hình 1.10: Cấu trúc UTRAN…………………………………………………………… 30
Hình 1.11: Mô hình tổng quát các giao diện vô tuyến của UTRAN……………… 32
Hình 2.1: Mô hình tương tác của người học tới SCORM …………………………54
Hình 2.2: Các dịch vụ SCORM trong môi trường LMS …………………………55
Hình 2.3: Các thành phần của SCORM……………………………………………… 56

Nhắc tới việc dạy và học không thể không nhắc đến các giáo cụ - là một công
cụ hỗ trợ đắc lực cho việc giảng dạy của giảng viên. Hiện nay với sự phát triển của
công nghệ, nhiều giảng viên đã lựa chọn cho mình những giáo án điện tử thật đặc
sắc, nhằm nâng cao khả năng sáng tạo và giúp học viên có thể tiếp thu bài học dễ
dàng hơn.
Tuy nhiên, ở bộ môn tin học với đặc thù riêng là kỹ năng thực hành trên máy
điện toán, cùng với độ chính xác cao thì giáo án điện tử cũng phải có sự thay đổi
cho phù hợp. Do đó, khái niệm về dạy học trực tuyến ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của nhà trường cũng như học viên. Moodle là một trong những mã
nguồn miễn phí tốt nhất trợ giúp đắc lực cho việc dạy học trực truyến hiện nay. Với
mã nguồn này, ta có thể tạo nên một website dạy học trực tuyến, cho phép sinh viên
và giảng viên có thể tương tác với nhau thông qua môi trường Internet cũng như
mạng nội bộ.

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
7

Đó cũng là lý do em chọn mã nguồn Moodle cho đề tài “Ứng dụng công nghệ
mobile trong đào tạo trực tuyến”. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng
dẫn – TS. Nguyễn Hoài Giang, đến nay em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của
mình với 3 chương có nội dung như sau:
Chương 1: Hệ thống thông tin di động và các dịch vụ
Chương 2: Tìm hiểu, phân tích hệ thống đào tạo trực tuyến
Chương 3: Thiết kế giải pháp hệ thống đào tạo trực tuyến trên nền di động
Vì điều kiện thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản luận văn chưa thể hiện rõ
đầy đủ và chính xác được nội dung và không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy cô và bạn bè để bản luận văn của em
được hoàn thiện hơn.

hiện sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS - Cellular Mobile
Telephone System) và nhắn tin (PS - Paging System) tiến tới một hệ thống chung
toàn cầu trong tương lai.

Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
9

1.2. CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.2.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ một
Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần
số. Hệ thống di động thế hệ một sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo
tần số (FDMA) và chỉ hỗ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều
chế tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng. Với FDMA, khách hàng
được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ
đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì
nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận
được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người
dùng. Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì
một số người bị chặn lại không được truy cập.
Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng
được dải tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều
đoạn. Phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thành 2N dải tần số kế
tiếp, và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần số được gán cho
một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân
cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống.
Đặc điểm:

chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh liên
lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê bao
khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một
khe thời gian trong cấu trúc khung.
Đặc điểm:
• Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số.
• Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau,
trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
11

các máy di động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ
máy di động đến trạm gốc. Việc phân chia tần như vậy cho phép các
máy thu và máy phát có thể hoạt động cùng một lúc mà không sợ can
nhiễu nhau.
• Giảm số máy thu phát ở BTS.
• Giảm nhiễu giao thoa.
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global
System for Mobile Communications - GSM).
Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA. Hệ
thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý không quá 106
lệnh trong 01 giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý hơn 50x106
lệnh trên giây.
1.2.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA
Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều
người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi
mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nói trên được phân biệt với

tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba. ITU-R đang
tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-
2000. Ở Châu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là
UMTS (Universal Mobile Telecommunnication System). Hệ thống mới này sẽ làm
việc ở dải tần 2GHz. Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ
thoại và số liệu tốc độ cao, video và truyền thanh. Tốc độ cực đại của người sử dụng
có thể lên đến 2Mbps. Người ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô
tuyến thế hệ thứ tư có tốc độ lên đến 32Mbps.
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được xây dựng trên cơ sở IMT-2000 với
các tiêu chí sau:
• Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz với đường lên có dải tần 1885-
2025MHz và đường xuống có dải tần 2110-2200MHz.
• Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
13

tuyến, tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến, đồng thời
tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông.
• Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trường khai thác khác
nhau.
• Có thể hỗ trợ các dịch vụ như: Môi trường thông tin nhà ảo (VHE –
Vitual Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân
và chuyển mạch toàn cầu; đảm bảo chuyển mạng quốc tế; đảm bảo các
dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo
kênh và số liệu chuyển mạch theo gói.
• Dễ dàng hỗ trợ các dich vụ mới xuất hiện.
Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai phát triển thông dụng nhất hiện nay

GSM đầu tiên được thiết kế hoạt động ở dải tần 890-915MHz và 935-
960MHz, hiện nay là 1.8GHz. Một vài tiêu chuẩn chính được đề nghị cho hệ thống:
• Chất lượng âm thoại chính thực sự tốt.
• Giá dịch vụ và thuê bao giảm.
• Hỗ trợ liên lạc di động quốc tế.
• Khả năng hỗ trợ thiết bị đầu cuối trao tay.
• Hỗ trợ các phương tiện thuận lợi và dịch vụ mới.
• Năng suất quang phổ.
• Khả năng tương thích ISDN.
Tiêu chuẩn được ban hành vào tháng 01 năm 1990 và những hệ thống thương
mại đầu tiên được khởi đầu vào giữa năm 1992. Tổ chức MoU (Memorandum of

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
15

Understanding) thành lập bởi nhà điều hành và quản lý GSM được cấp phép đầu
tiên, lúc đó có 13 hiệp định được ký kết và đến nay đã có 191 thành viên ở khắp thế
giới. Tổ chức MoU có quyền lực tối đa, được quyền định chuẩn GSM.
1.3.2. Cấu trúc mạng GSM
Mạng GSM gồm nhiều khối chức năng khác nhau. Hình dưới đây cho thấy
cách bố trí của mạng GSM tổng quát. Mạng GSM có thể chia thành ba phần chính:
Trạm di động (Mobile Station - MS) do thuê bao giữ; Hệ thống con trạm gốc (Base
Station Subsystem - BSS) điều khiển liên kết với trạm di động; Hệ thống mạng con
(Network Subsystem - NS) là phần chính của trung tâm chuyển mạch dịch vụ di
động MSC (Mobile Switching Center), thực hiện chuyển mạch cuộc gọi giữa những
người sử dụng điện thoại di động, và giữa di động với thuê bao mạng cố định. MSC
xử lý các hoạt động quản lý di động. Trong hình không có trình bày trung tâm duy
trì và điều hành (Operations and Maintenance Center - OMS), giám sát điều hành và

năng triển khai nhiều BTS, do đó yêu cầu BTS phải chính xác, tin cậy, di chuyển
được và giá thành thấp.
Trạm gốc điều khiển tài nguyên vô tuyến của một hoặc nhiều BTS. Trạm điều
khiển cách thiết lập kênh truyền vô tuyến, nhảy tần và trao tay. BSC là kết nối giữa
trạm di động và tổng đài di động (MSC).
1.3.2.3. Hệ thống mạng con
Thành phần chính của hệ thống mạng con là tổng đài di động, hoạt động như

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
17

một nút chuyển mạch bình thường của PSTN hoặc ISDN, và cung cấp tất cả các
chức năng cần có để điều khiển một thuê bao di động, như đăng ký, xác nhận, cập
nhật tọa độ, trao tay, và định tuyến cuộc gọi cho một thuê bao liên lạc di động.
Những dịch vụ này được cung cấp chung với nhiều bộ phận chức năng khác, tạo
nên hệ thống mạng con. MSC cung cấp kết nối đến mạng cố định (như PSTN hoặc
ISDN). Báo hiệu giữa các bộ phận chức năng trong hệ thống mạng con là hệ thống
báo hiệu số 7 (SS7) sử dụng cho báo hiệu trung kế trong mạng ISDN và mở rộng sử
dụng trong mạng công cộng hiện tại.
Bộ ghi định vị thường trú (HLR) và bộ ghi định vị tạm trú (VLR) cùng với
MSC cung cấp định tuyến cuộc gọi và khả năng liên lạc di động của GSM. HLR
chứa tất cả thông tin quản trị của mỗi thuê bao đã đăng ký trong mạng GSM tương
ứng, cùng với vị trí hiện tại của di động. Vị trí của di động thường ở dưới dạng địa
chỉ báo hiệu của VLR chứa trạm di động.
Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) chứa thông tin quản trị được chọn từ HLR, cần
thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp các dịch vụ thuê bao, cho mỗi thuê bao
hiện tại nằm trong vùng địa lý điều khiển bởi VLR. Mặc dù mỗi bộ phận chức năng
chung có thể được thực hiện độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất thiết bị chuyển

= 890,2 + 0,2.(n-1) MHz
F
U
= F
L
(n) + 45 MHz
1 ≤ n ≤ 124
Từ công thức trên F
L
là tần số ở nửa băng thấp, F
U
là tần số ở nửa băng cao,
0,2MHz là khoảng cách giữa các kênh lân cận, 45MHz là khoảng cách thu phát, n
số kênh tần vô tuyến. Ta thấy tổng số kênh tần số có thể tổ chức cho mạng GSM là
124 kênh. Để cho các kênh lân cận không gây nhiễu cho nhau mỗi BTS phủ một ô
của mạng phải sử dụng các tần số cách xa nhau và các ô chỉ được sử dụng lại tần số
ở khoảng cách cho phép.
Truyền dẫn vô tuyến ở GSM được chia thành các cụm (BURST) chứa hàng
trăm bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian 577µs ở
trong một kênh tần số có độ rộng 200KHz nói trên. Mỗi một kênh tần số cho phép
tổ chức các khung thâm nhập theo thời gian, mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ
0 – 7 (TS0, TS1, TS7).

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
19

1.3.2.5. Các thủ tục thông tin
• Đăng nhập thiết bị vào mạng

4. Nếu hợp lệ MSC/VLR báo cho BSC/TRC một kênh đang rỗi.
5. MSC/VLR chuyển tiếp số được gọi cho mạng PSTN.
6. Nếu máy được gọi trả lời, kết nối sẽ thiết lập. Hình 1.4: Gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định
 Cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động
Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị
không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện
công việc xác định vị trí của thiết bị di động.
1. Từ điện thoại cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN.
Mạng sẽ phân tích và nếu phát hiện ra từ khóa gọi mạng di động, mạng
PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp
2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong
HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.
3. HLR phân tích số di động gọi đến để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ cho
thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ
được trả về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
21

4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.
5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.
6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR.
7. MSC/VLR biết địa chỉ LAI của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC
quản lý LAI này.


• Là mạng băng rộng và có khả năng truyền thông đa phương tiện trên phạm
vi toàn cầu. Cho phép hợp nhất nhiều chủng loại hệ thống tương thích trên
toàn cầu.
• Có khả năng cung cấp độ rộng băng thông theo yêu cầu nhằm hỗ trợ một
dải rộng các dịch vụ từ bản tin nhắn tốc độ thấp thông qua thoại đến tốc độ
dữ liệu cao khi truyền video hoặc truyền file. Đảm bảo các kết nối chuyển
mạch cho thoại, các dịch vụ video và khả năng chuyển mạch gói cho dịch
vụ số liệu. Ngoài ra nó còn hỗ trợ đường truyền vô tuyến không đối xứng
để tăng hiệu suất sử dụng mạng (chẳng hạn như tốc độ bit cao ở đường
xuống và tốc độ bit thấp ở đường lên).
• Khả năng thích nghi tối đa với các loại mạng khác nhau để đảm bảo các

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
23

dịch vụ mới như đánh số cá nhân toàn cầu và điện thoại vệ tinh. Các tính
năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể vùng phủ sóng của các hệ thống di
động.
• Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để bảo đảm sự
phát triển liên tục của thông tin di động. Tương thích với các dịch vụ trong
nội bộ IMT-2000 và với các mạng viễn thông cố định như PSTN/ISDN.
Có cấu trúc mở cho phép đưa vào dễ dàng các tiến bộ công nghệ, các ứng
dụng khác nhau cũng như khả năng cùng tồn tại và làm việc với các hệ
thống cũ.
1.3.3.2. Các giải pháp nâng cấp
Có hai giải pháp nâng cấp GSM lên thế hệ ba: Một là, bỏ hẳn hệ thống cũ,
thay thế bằng hệ thống thông tin di động thế hệ ba; hai là, nâng cấp GSM lên GPRS
và tiếp đến là EDGE nhằm tận dụng được cơ sở mạng GSM và có thời gian chuẩn

GSM
HSCSD
WCDMA
Data Speed
171.2Kbps
9.6Kbps
2Mbps

GPRS Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến

Tống Thị Hường-ĐTK3
25

EDGE.
EDGE vẫn dựa vào công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói với tốc
độ tối đa đạt được là 384Kbps nên sẽ khó khăn trong việc hỗ trợ các ứng dụng đòi
hỏi việc chuyển mạch linh động và tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn. Lúc này sẽ thực
hiện nâng cấp EDGE lên W-CDMA và hoàn tất việc nâng cấp mạng GSM lên 3G.
1.4. CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA
1.4.1. Giới thiệu chung về công nghệ thông tin di động W-CDMA
Chương này sẽ giới thiệu về công nghệ W-CDMA, cấu trúc mạng W-CDMA,
mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, các giao diện vô tuyến và đặc trưng riêng của
chúng, ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mạng W-CDMA 3G.
Truy cập đa phân mã băng rộng W-CDMA (Wideband Code Division
Multiple Access) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ
các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo hình
W-CDMA nằm trong dải tần 1920MHz - 1980MHz, 2110MHz - 2170MHz.