试题一（共16 分） 阅读下列说明 回答问题1至问题3 将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在设计网
试题一（共16 分）
阅读下列说明，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
在设计网络实时传输多媒体信息的应用系统时，必须准确计算媒体流的数据量，然后根据网络传输系统的实际情况来确定流式媒体的数据传输率等系统运行参数，从而在满足实时传输的条件下提供高质量的多媒体信息传输服务。
假设你需要在1Mbps带宽的网络上实现实时的立体声音频节目的播放，请考虑以下的应用需求，计算并解决问题。
【问题1】（4 分）
如果系统设计的音频信号采样率是固定的 44.1kHz，要实现实时的无压缩音频数据播放，在最好的质量下应该设置系统对音频信号的量化位数是多少？
【问题2】（9 分）
如果系统设计的每个声道音频信号量化位数是固定的16bits/采样，要实现实时的无压缩音频数据播放，则：
① 在最好的质量下应该设置系统对音频信号的采样率是多少？
② 此时系统在保证不丢失频率分量的前提下能够传输的信号最高频率是多少？
【问题3】（3 分）
如果应用系统需要实时播放CD音质的音频信号，那么必须选择使用或自行设计开发压缩编码器，定义压缩比 = 压缩后的数据量 / 原始数据量，则选择使用的或设计开发的编码器其压缩比至少应该是多少？
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问题 1（4 分）
带宽=1Mbps=1000000bps;
采样率=44.1kHz，因为是立体声信号，所以每秒的采样数为 44100× 2;
采样的量化位数最大值=1000000/（44100×2）=11.33 位，故取整得最大 11 位。
评分标准：
计算出 11 位得满分；如果没有取整，得到 11.3~11.34 之间的数值可以得 3 分；如果没有考
虑立体声的“2”而得到“22 位”可以得 2 分。
问题 2（9 分）
1 最高采样率=带宽/(量化位数*2)=1000000/(16× 2)=31250Hz(5 分)
2 如果采用定理，不损失频率分量传输的最高频率：31250/2=15625Hz(4 分)
评分标准：
第 1 问计算出 31250Hz 或 31.25kHz 得满分，如果没有考虑立体声的“2”而得到“62500”
可以得 2 分。
第 2 问计算出 15625 Hz 或 15.625 kHz 得满分；因前一问没有考虑到“2”而得到“31250Hz”
或“31.25kHz”得 2 分
问题 3（3 分）
CD 音质的采样率为 44.1 kHz，量化位数为 16，两个声道，则数据率为：44100×16×
2=1411200bps;而信道带宽为 1Mbps,即 1000000bps,故压缩比为：
1411200/1000000=1.4112
评分标准：
计算如果没有考虑立体声的“2”可以得 1 分。
试题一分析
本题考查网络多媒体应用中考生对于最基本的传输带宽的分析及设计能力。
此类题目要求考生具备基本的对于多媒体数据特征、多媒体信息处理技术、压缩编码技术以及网络技术的了解和掌握，经过认真分析、计算，将理论与实践相结合，提出解决问题的方法和途径。题目同时考查了对需求条件的考虑是否认真全面，比如“立体声”意味着信号有两个声道，那么同样参数的采样会有两倍的数据量。
【问题1】
模拟声音信号的数字化技术设计两个基本的参数，即采样频率和样本的量化精度，二者的乘积就是数字信号的数据率。在实际应用中，往往会在数据率与信号精度之间去做取舍，这是率失真理论讨论的问题，而数据率又是在信号采样频率与样本量化精度之间进行权衡取舍的结果。
本问题就是在数据率（网络带宽）已经确定的前提下，根据信号的采样频率来计算得到最好的量化精度（位数）。
【问题2】
本问题与问题1的考查目的类似，只不过这里的前提条件换成了固定的信号量化精度，反过来要去求得复合要求的最高采样频率。
同时问题2考查了学生对采样定理的理解和掌握。
【问题3】
本问题考查了考生对声音媒体质量标准以及相关参数的了解，“CD音质”实际上隐含了其定义的参数：采样率为44.1kHz，量化位数为16，两个声道。题目同时也考查了基本的运算关系问题，仍然是对两个相关数据之间的权衡问题。