The mixed-membership stochastic block model (MMSBM) is a common model for social networks. Given an $n$-node symmetric network generated from a $K$-community MMSBM, we would like to test $K=1$ versus $K>1$. We first study the degree-based $\chi^2$ test and the orthodox Signed Quadrilateral (oSQ) test. These two statistics estimate an order-2 polynomial and an order-4 polynomial of a "signal" matrix, respectively. We derive the asymptotic null distribution and power for both tests. However, for each test, there exists a parameter regime where its power is unsatisfactory. It motivates us to propose a power enhancement (PE) test to combine the strengths of both tests. We show that the PE test has a tractable null distribution and improves the power of both tests. To assess the optimality of PE, we consider a randomized setting, where the $n$ membership vectors are independently drawn from a distribution on the standard simplex. We show that the success of global testing is governed by a quantity $\beta_n(K,P,h)$, which depends on the community structure matrix $P$ and the mean vector $h$ of memberships. For each given $(K, P, h)$, a test is called $\textit{ optimal}$ if it distinguishes two hypotheses when $\beta_n(K, P,h)\to\infty$. A test is called $\textit{optimally adaptive}$ if it is optimal for all $(K, P, h)$. We show that the PE test is optimally adaptive, while many existing tests are only optimal for some particular $(K, P, h)$, hence, not optimally adaptive.
翻译:混合会员制区块模型( MMSBM) 是社交网络的一种常见模式 。 在由 $K$- 社区 hMSBM 生成的 $n- node 对称网络中, 我们想要测试$K=1美元对 $K>1美元。 我们首先研究基于度的 $\ chi% 2美元测试和正统四边形( oSQ) 测试。 这两个统计数据分别估算了 顺序-2 多元 Pnomial 和 顺序-4 多元美元 矩阵 。 我们为两次测试得出 $n- 平面分配的无效分配和权力。 然而, 每次测试都存在一个参数机制, 其实力不能令人满意。 它激励我们提出一个增强能力测试( PE) 将两种测试的强势结合起来。 我们显示, PE 测试具有许多可感动的零分布, 改进两种测试的力量。 对于 PE, 我们考虑一个随机化的设置, 如果 美元是来自 标准 简单 的 美元 的 的 美元 的 水平 水平, 我们显示 标准 美元 的 水平 水平 水平 测试 的 水平 水平 是 美元 美元 的 。