1. 引言
在利用光纤作为通道的多分址码通信系统中,光正交码具有广泛的应用,一类差族或几乎差族的特征序列可以用来构造光正交码 [1] [2] [3]。另外,差族或几乎差族作为一种部分平衡不完全区块设计,可以用来解决很多组合和统计问题。差族和几乎差族的概念可以分别看作是差集和几乎差集概念的推广 [4] [5],几乎差族的概念由Ding等人 [5] 首次提出,他们还给出了一些构造几乎差族的方法。分圆类是一种重要的构造差集、几乎差集及差族的工具 [6] [7]。最近,Dang等人 [8] 又利用2阶和4阶分圆类构造了若干几乎差族。本文在以往学者的研究基础上,利用6阶分圆类构造了一些新的差族和几乎差族。
2. 基础知识
2.1. 差族和几乎差族的定义
设G是一个阶数为v的加法交换群,
,且
,多重集
。
称为一个集族,多重集
。
定义1 [5]:称集族
为一个
几乎差族(Almost Difference Family, ADF),如果G中有t个非零元素,这些元素中的每一个在
中出现的次数为
,而对于剩下的
个非零元素,每个元素在
中出现的次数为
。如果
,则称
为一个
差族(Difference Family, DF)。
由以上定义,不难得到如下结论:
是一个
-ADF (
-DF)当且仅当对于G中的每一个非零元素g,
或
。
不难验证,当
是一个
-ADF时,
。因此,当我们表示一个ADF时,常将参数t省略。
2.2. 分圆类的相关定义及性质
本文利用分圆类来构造差族和几乎差族,以下给出分圆类及分圆数的定义及性质。
设
为一个奇素数,
是
的一个本原元,
是由
生成的
的乘法子群,它的陪集
称为在
中的e阶分圆类。定义分圆数
为方程
解的个数,即
下面给出分圆数的性质。
1)
,其中
。
2)
3. 六阶分圆类构造差族或几乎差族
3.1. 六阶分圆数
对于每一个素数
,p可以被分解为
。设
是
的一个本原元,且
。36个分圆数有10个不同的值,这10个值由
的取值,本原元
的选取及m的值唯一决定 [9]。以下
简写为
,
简写为
。下面的表1给出了f为奇数时6阶分圆数之间的关系,表2给出了基本的6阶分圆数 [9]。
Table 1. The relations of the cyclotomic numbers of order 6 when f is odd [9]
表1. f为奇数时6阶分圆数之间的关系
Table 2. The ten basic cyclotomic numbers of order 6 when f is odd [9]
表2. f为奇数时10个基本6阶分圆数
3.2. 新的差族和几乎差族
下面我们给出利用6阶分圆类构造得到的差族和几乎差族的结论。
定理1:设奇素数
,
,
是
的一个本原元,且
,则
①当f为奇数,
,且
时,
是一个
-DF;
是一个
-DF.
②当f为奇数,
,且
时,
是一个
-DF.
③当f为奇数,
,且
时,
是一个
-DF.
证明:只证①,②和③类似可证。
设
,则
令
则
当f为奇数,
时,由表1和表2的数据可得
为差族,当且仅当
,即
。化简,得
,此时,参数
,所以
是一个
-DF。
对于集族
,仍然假设
与上面的计算过程类似,可得
要使
是差族,当且仅当
,即
化简,得
。此时,参数
,所以
是一个
-DF。证毕。
例如当
,对应的
,此时,
是一个
-DF,
是一个
-DF。
定理2:设奇素数
,
,
是
的一个本原元,且
,则
①当f为奇数,
时,
若
,则
是一个
-ADF,
是一个
-ADF;
若
,则
是一个
-ADF。
②当f为奇数,
时,若
,则
及
是
-ADF;
若
,则
是一个
-ADF。
③当f为奇数,
时,
若
,则
是一个
-ADF;
若
,则
是一个
-ADF;
若
,则
是一个
-ADF;
若
,则
是一个
-ADF。
证明:只证①。设
,则
,所以
。当f为奇数时,
令
,则
其中
由表1和表2,得
因为
,因此
为几乎差族,当且仅当
或
。由
,得
。此时,参数
。由
,得
,此时
,舍去。所以,当
时,
是一个
-ADF.
对于集族
,仍然假设
。与上面得计算过程类似,可得
为几乎差族,当且仅当
,即
化简计算,得
或
。当
时,参数
,此时,
是一个
-ADF。当
时,参数
,此时,
是一个
-ADF。证毕。
例如,当
时,
。此时,
是一个
-ADF,
是一个
-ADF。当
时,
。此时,
是一个
-ADF。
基金项目
大连民族大学校级大学生创新创业训练计划资助项目(201912026456)。