Multilayer networks have become increasingly ubiquitous across diverse scientific fields, ranging from social sciences and biology to economics and international relations. Despite their broad applications, the inferential theory for multilayer networks remains underdeveloped. In this paper, we propose a flexible latent space model for multilayer directed networks with various edge types, where each node is assigned with two latent positions capturing sending and receiving behaviors, and each layer has a connection matrix governing the layer-specific structure. Through nonlinear link functions, the proposed model represents the structure of a multilayer network as a tensor, which admits a Tucker low-rank decomposition. This formulation poses significant challenges on the estimation and statistical inference for the latent positions and connection matrices, where existing techniques are inapplicable. To tackle this issue, a novel unfolding and fusion method is developed to facilitate estimation. We establish both consistency and asymptotic normality for the estimated latent positions and connection matrices, which paves the way for statistical inference tasks in multilayer network applications, such as constructing confidence regions for the latent positions and testing whether two network layers share the same structure. We validate the proposed method through extensive simulation studies and demonstrate its practical utility on real-world data.


翻译:多层网络在社会科学、生物学、经济学与国际关系等众多科学领域中日益普遍。尽管其应用广泛,多层网络的推断理论仍发展不足。本文针对具有多种边类型的多层有向网络提出一种灵活的潜在空间模型,其中每个节点被赋予两个潜在位置以捕捉其发送与接收行为,且每层具有一个控制该层特定结构的连接矩阵。通过非线性链接函数,所提模型将多层网络的结构表示为一个张量,该张量允许进行Tucker低秩分解。这一形式化表达为潜在位置与连接矩阵的估计与统计推断带来了显著挑战,现有技术难以适用。为解决此问题,本文开发了一种新颖的展开与融合方法以促进估计。我们为估计的潜在位置与连接矩阵建立了一致性与渐近正态性,从而为多层网络应用中的统计推断任务(如构建潜在位置的置信区域、检验两个网络层是否共享相同结构)奠定了基础。我们通过大量模拟研究验证了所提方法的有效性,并在真实数据上展示了其实用价值。

0
下载
关闭预览

相关内容

多模态空间推理在大模型时代:综述与基准测试
专知会员服务
14+阅读 · 2025年10月30日
感知、推理、思考与规划:大型多模态推理模型综述
专知会员服务
40+阅读 · 2025年5月10日
专知会员服务
38+阅读 · 2020年12月22日
最新《深度多模态数据分析》综述论文,26页pdf
专知会员服务
302+阅读 · 2020年6月16日
深度多模态表示学习综述论文,22页pdf
专知
33+阅读 · 2020年6月21日
赛尔笔记 | 多模态信息抽取简述
专知
29+阅读 · 2020年4月12日
【工大SCIR笔记】多模态信息抽取简述
深度学习自然语言处理
19+阅读 · 2020年4月3日
多模态深度学习综述,18页pdf
专知
51+阅读 · 2020年3月29日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2024年5月28日
Arxiv
43+阅读 · 2024年1月25日
VIP会员
最新内容
《新兴技术武器化及其对全球风险的影响》
专知会员服务
7+阅读 · 4月29日
《帕兰泰尔平台介绍:信息分析平台》
专知会员服务
18+阅读 · 4月29日
智能体化世界建模:基础、能力、规律及展望
专知会员服务
11+阅读 · 4月28日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员