Link prediction is a key aspect of graph machine learning, with applications as diverse as disease prediction, social network recommendations, and drug discovery. It involves predicting new links that may form between network nodes. Despite the clear importance of link prediction, existing models have significant shortcomings. Graph Convolutional Networks, for instance, have been proven to be highly efficient for link prediction on a variety of datasets. However, they encounter severe limitations when applied to short-path networks and ego networks, resulting in poor performance. This presents a critical problem space that this work aims to address. In this paper, we present the Node Centrality and Similarity Based Parameterised Model (NCSM), a novel method for link prediction tasks. NCSM uniquely integrates node centrality and similarity measures as edge features in a customised Graph Neural Network (GNN) layer, effectively leveraging the topological information of large networks. This model represents the first parameterised GNN-based link prediction model that considers topological information. The proposed model was evaluated on five benchmark graph datasets, each comprising thousands of nodes and edges. Experimental results highlight NCSM's superiority over existing state-of-the-art models like Graph Convolutional Networks and Variational Graph Autoencoder, as it outperforms them across various metrics and datasets. This exceptional performance can be attributed to NCSM's innovative integration of node centrality, similarity measures, and its efficient use of topological information.


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网络中的链路预测(Link Prediction)是指如何通过已知的网络节点以及网络结构等信息预测网络中尚未产生连边的两个节点之间产生链接的可能性。这种预测既包含了对未知链接(exist yet unknown links)的预测也包含了对未来链接(future links)的预测。该问题的研究在理论和应用两个方面都具有重要的意义和价值 。
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