Aritalab:Lecture/NetworkBiology/Watts-Strogatz Model

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各頂点が<math>k</math>個の隣接点に接続した環状の格子グラフにおいて、確率<math>p</math>で辺を張り直したものをWatts-Strogatzモデルという。
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各頂点が<math>k</math>個の隣接点に接続した環状の格子グラフにおいて(総辺数は<math>kn/2</math>)、確率<math>p</math>で辺を張り直したものをWatts-Strogatzモデルという。辺を張りなおすモデルは解析が難しいので、環状の格子グラフにポアソン過程として<math>pkn/2</math>本の辺を追加するモデルがよく使われる。
  
 
==<math>p=0</math>のとき==
 
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1ステップで<math>k/2</math>点スキップでき、環状格子で一番離れている点は<math>n/2</math>なので、<math>L(0) \leq n / k</math>。
 
1ステップで<math>k/2</math>点スキップでき、環状格子で一番離れている点は<math>n/2</math>なので、<math>L(0) \leq n / k</math>。
 
==<math>p=1</math>のとき==
 
==<math>p=1</math>のとき==
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ランダムグラフと思えばよい。
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;クラスター係数
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<math>k</math>辺を張りかえるとき、<math>n</math>頂点の中から<math>k</math>隣接点を選べばよいので<math>C(1) \simeq k/n</math>。
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;平均頂点間距離
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辺をランダムに張りかえるので<math>L(1) \simeq \log n / \log k</math>。
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==一般の場合==

Revision as of 12:10, 8 May 2009

Contents

歴史と参考図書

  • Watts DJ, Strogatz SH. "Collective dynamics of 'small-world' networks.". Nature 393 (6684):409–10, 1998. doi:10.1038/30918

Watts-Strogatz Model

各頂点がk個の隣接点に接続した環状の格子グラフにおいて(総辺数はkn/2)、確率pで辺を張り直したものをWatts-Strogatzモデルという。辺を張りなおすモデルは解析が難しいので、環状の格子グラフにポアソン過程としてpkn/2本の辺を追加するモデルがよく使われる。

p=0のとき

クラスター係数

簡単のため左右の隣接点に同じ本数リンクを張ると仮定し、k = 2iとする。注目する点を原点とした-i \leq x, y < \leq iのxy座標系を考えたとき、|x - y| > iに対応する座標点は三角形K_3を形成せず、残りは形成する。その割合を考えるとC(0) = 3/4

平均頂点間距離

1ステップでk/2点スキップでき、環状格子で一番離れている点はn/2なので、L(0) \leq n / k

p=1のとき

ランダムグラフと思えばよい。

クラスター係数

k辺を張りかえるとき、n頂点の中からk隣接点を選べばよいのでC(1) \simeq k/n

平均頂点間距離

辺をランダムに張りかえるのでL(1) \simeq \log n / \log k

一般の場合

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