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度相关性与网络结构的高阶统计06 / 13

生成具有度相关的网络

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常见模型的度相关

模型 度相关 说明
ER 随机图 中性 没有枢纽,也没有结构截断问题
配置模型(允许重边与自环) 中性 枢纽之间的“多余”边以重边形式存在
配置模型(简单图) 结构性异配 2<γ<32<\gamma<3 时尤其明显
隐变量模型(禁止重边) 异配,knn(k)∼k−1k_{nn}(k)\sim k^{-1} Boguñá & Pastor-Satorras(2003, PRE)
BA 模型 渐近中性 Newman(2002)给出 r→0r\to0;有限规模下仍可测到负的 rr,代码示例中 N=3000N=3000 时 r≈−0.08r\approx-0.08
初始吸引力模型 γ<3\gamma<3 异配、γ=3\gamma=3 中性、γ>3\gamma>3 弱同配 Barrat & Pastor-Satorras(2005)

Xulvi-Brunet–Sokolov 重连

Xulvi-Brunet 与 Sokolov(2004, PRE)提出一种在保持度序列的同时调节相关的重连算法:

  1. 随机选两条边,把四个端点按度从大到小记为 a,b,c,da,b,c,d;
  2. 以概率 pp 做确定性配对:同配方向连 a−ba\!-\!b 与 c−dc\!-\!d,异配方向连 a−da\!-\!d 与 b−cb\!-\!c;以概率 1−p1-p 随机配对;
  3. 若产生重边或自环则拒绝;重复直至平稳。

p=1p=1 时得到给定度序列下近似最大(或最小)的相关;pp 越小相关越弱。对重尾度序列,即使 p=1p=1 的“最大同配”网络,在高 kk 端也会因结构截断而出现下降的 knn(k)k_{nn}(k):低度部分同配、高度部分异配。这种混合形态与某些真实网络(Barabási 书中的引文网络)相似。

按目标联合分布生成

Newman(2003)给出一种 Metropolis 型蒙特卡洛方法,从指定的 ejke_{jk} 生成网络;dK 序列方法(Mahadevan 等, 2006;Orsini 等, 2015)则在保持 2K 统计量(联合度分布)的条件下随机化其余结构,可以作为比保度随机化更严格的零模型:若一个现象在 2K 随机网络中依然存在,它就可以用度相关来解释。生成任意 ejke_{jk} 且同时满足简单图约束的网络,至今仍没有通用而高效的方法。