三值自相关三元序列偶的新构造
2019-10-08黄丹芸
黄丹芸
( 1.泉州师范学院 数学与计算机科学学院; 2.福建省大数据管理新技术与知识工程重点实验室;3.智能计算与信息处理福建省高等学校重点实验室: 福建 泉州 362000 )
0 引言
具有良好相关特性的三元序列偶被广泛地应用于通信、雷达等系统中.在对三元序列偶的相关研究中,学者们根据序列偶相关函数值的不同,提出了最佳三元序列偶[1-2]、伪随机三元序列偶[3]、准最佳三进阵列偶[4]、三值自相关三元序列偶[5-7]等.针对三值自相关三元序列偶的研究和构造,彭秀平等[6]利用二阶、四阶和六阶分圆数方法构造了一种特殊的三值自相关三元序列偶——三值自相关几乎二元序列偶;贾彦国等[7]利用四阶分圆类构造了三值自相关三元序列偶,所得到的三元序列偶都具有良好的相关特性.基于上述研究,本文利用2阶Whiteman广义分圆类构造N=pq的三值自相关三元序列偶,并得到4类具有良好相关特性的三值自相关三元序列偶.
1 预备知识
定义1[7]令{x(t)}和{y(t)}是两个周期为N的三元(-1,1,0)序列,定义序列偶(x,y)的循环相关函数为
下面给出Whiteman广义分圆类的相关概念及一些性质.
引理1[8]108设N=pq, 其中p和q为不同的奇素数,令g是GF(p)和GF(q)的一个公共原根,e为p-1和q-1的最大公因数,记(p-1)(q-1)=de.令x为满足下列同余方程组的整数解:
gsxl+1=gtxm(modN)
的解s,t(0≤s,t≤d-1)的个数,即(l,m)=|(Cl+1)∩Cm|, 则称(l,m)为e阶分圆数.
定义Q={q,2q,…,(p-1)q},P={p,2p,…,(q-1)p},R={0}.记p-1=ef,q-1=ef′, 则(f,f′)=1.
引理5[9]1700当|p-q|/2是奇数时,-1∈C1; 当|p-q|/2是偶数时,-1∈C0.
由引理6和引理7容易证得引理8.
引理9[8]113设τ是一个能被p整除但不是能被q整除的整数,则
2 主要结果及其证明
定理1设N=pq, 其中p=2f+1,q=2f′+1为不同的奇素数, gcd(p-1,q-1)=2.令
1) 当ff′为偶数,q=p-2时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
2) 当ff′为偶数,q=p+6时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
3) 当ff′为奇数,q=p+4时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
证明根据序列偶的定义,序列偶(x,y)的相关函数
R(x,y)(τ)=|{t:t∈C0,t+τ∈C0}|+|{t:t∈C0,t+τ∈P}|+|{t:t∈C1,t+τ∈R}|+
|{t:t∈Q,t+τ∈R}|+|{t:t∈P,t+τ∈C0}|+|{t:t∈P,t+τ∈P}|+
|{t:t∈R,t+τ∈C0}|+|{t:t∈R,t+τ∈P}|-|{t:t∈C0,t+τ∈R}|-
|{t:t∈C1,t+τ∈C0}|-|{t:t∈C1,t+τ∈P}|-|{t:t∈Q,t+τ∈C0}|-
|{t:t∈Q,t+τ∈P}|-|{t:t∈P,t+τ∈R}|-|{t:t∈R,t+τ∈R}|=
|(C0+τ)∩C0|+|(C0+τ)∩P|+|(C1+τ)∩R|+|(Q+τ)∩R|+
|(P+τ)∩C0|+|(P+τ)∩P| +|(R+τ)∩C0|+|(R+τ)∩P|-
|(C0+τ)∩R|-|(C1+τ)∩C0|-|(C1+τ)∩P|-|(Q+τ)∩C0|-
|(Q+τ)∩P|-|(P+τ)∩R|-|(R+τ)∩R| .
当τ=0时,容易得到序列偶的峰值为
当τ≠0时,由引理1—引理10可得:
由以上分析可知Δ0≠Δ1, 若序列偶(x,y)要构成三值自相关三元序列偶,则需要满足Δ0=Δ2=1或Δ1=Δ2=1.
当τ∈Q时,Δ′2=R(x,y)(τ)=Δ2=1;
当τ∈P时,Δ′3=R(x,y)(τ)=Δ3=-p+q-1.
注意到Δ′0≠Δ′1, 若序列偶(x,y)要构成三值自相关三元序列偶,则Δ′0=Δ′2=1或Δ′1=Δ′2=1.
若Δ′0=1, 则q=p+4.此时Δ′1=Δ′3=3, 序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
若Δ′1=1, 则q=p, 这与p和q为不同的奇素数矛盾,舍去.证毕.
算例1令p=5,q=3, 则N=15.取g=2为GF(5)和GF(3)的公共原根,取x=7, 则C0={1,2,4,8},C1={7,14,13,11},P={5,10},Q={3,6,9,12}.由定理1,可以构造出一个三值自相关三元序列偶(x,y), 其中x=(-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1),y=(1,-1,-1,0,-1,-1,0,0,-1,0,-1,0,0,0,0), 其相应的自相关函数为
通过类似定理1的证明,可得到如下定理2 —定理4.
定理2设N=pq, 其中p=2f+1,q=2f′+1为不同的奇素数, gcd(p-1,q-1)=2.令
1) 当ff′为偶数,q=p+2时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
2) 当ff′为偶数,q=p+6时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
3) 当ff′为奇数,q=p+8时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
算例2令p=3,q=11, 则N=33.取g=2为GF(3)和GF(11)的公共原根,取x=23, 则C0={1,2,4,8,16,32,31,29,25,17},C1={23,13,26,19,5,10,20,7,14,28},P={3,6,9,12,15,18,21,24,27,30},Q={11,22}.由定理2可以构造出一个三值自相关三元序列偶(x,y), 其中x=(1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1),y=(1,-1,-1,-1,-1,0,-1,0,-1,-1,0,0,-1,0,0,-1,-1,-1,-1,0,0,-1,0,0,-1,-1,0,-1,0,-1,-1,-1,-1), 其相应的自相关函数为
定理3设N=pq, 其中p=2f+1,q=2f′+1为不同的奇素数, gcd(p-1,q-1)=2.令
当ff′为偶数,q=p+6时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为
定理4设N=pq, 其中p=2f+1,q=2f′+1为不同的奇素数, gcd(p-1,q-1)=2.令
当ff′为偶数,q=p+2时,序列偶(x,y)构成三值自相关三元序列偶,其相关函数值的分布为