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1Mb/s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】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】如果系统设计的每个声道音频信号量化位数是固定的16b/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】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，定义压缩比一压缩后的数据量/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？
参考答案：
【问题1】网络带宽=1Mb/s=1000000b/s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）=11.3位，故取得最大11位。
【问题2】①最高采样率=带宽/（量化位数×2）=1000000/（16×2）=31250Hz；
②根据采样定理，不损失频率分量传输的最高频率：31250/2=15625Hz。
【问题3】CD音质的采样率为44.1kHz，量化为数为16，两个声道。数据率=44100×16×2=1411200b/s而信道带宽为1Mb/s，即1000000b/s，故压缩比为：1411200/1000000=1.4112。
解析：
要了解音频的存储原理，就必须知道声音的数字化过程，如下所示：
采样：每隔一定时间对模拟信号进行测量，采集声音的样本，每秒采集多少个样本就是采样频率，常见的采样频率有22.05kHz、44.1kHz等。采样的依据是奈奎斯特定理（采样频率高于声音最高频率的2倍）。
量化：把采样得到的波形幅度转化为数值，也就是把一定范围内的电压用一个数字表示。其中量化的位数表示每个采样点代表的数据范围，常用的量化位数有8、12、16、32位等级别。量化级别越高，音质越好，数据量也就越大。
编码：编码是指用二进制数来表示每个采样的量化值。如果量化是均匀的，又采用自然二进制数表示，这种编码方法就是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM），这是一种最简单、最方便的编码方法。
未压缩的音频信号数据量跟采样频率、量化位数和声道数有关，可表示为公式：
数据量=采样频率×量化位数×声道数
压缩后的音频信号
数据量为：数据量=采样频率×量化位数×声道数/压缩比