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具有社区效应的 $4\times 4$ 态非对称模型在无限树上的大数据信息重建

概率论 2019-10-02 v1

摘要

无限树上的信息重建问题,是当 nn 趋于无穷大时,收集并分析树的第 nn 层上的海量数据样本,以识别根节点是否存在非消失的信息。该问题在生物学、信息论和统计物理学等领域有广泛应用,且近年来其与聚类学习、数据挖掘和深度学习的紧密联系已得到充分确立。尽管该问题已在众多背景下被研究,但建立了严格重建阈值的现有文献非常有限。本文受经典脱氧核糖核酸 (DNA) 进化模型 F8181 模型的启发,并考虑 Chargaff 平价规则,允许鸟嘌呤-胞嘧啶含量偏差的存在,针对 DNA 的四种核碱基,研究了具有社区效应的 4×44\times 4 态非对称概率转移矩阵表示的噪声信道。通过对矩递推的精细分析、深入的集中度估计以及对渐近 44 维非线性二阶动力系统的彻底研究,我们探讨了分子系统发育学中相应的信息重建问题。我们严格证明了当腺嘌呤和胸腺嘧啶的碱基频率之和落在区间 (0,1/23/6)(1/2+3/6,1)\left(0,1/2-\sqrt{3}/6\right)\bigcup \left(1/2+\sqrt{3}/6,1\right) 时,重建界并不紧致,这是关于具有社区效应的非对称噪声信道的首个严格结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.10475,
  title  = {Big Data Information Reconstruction on an Infinite Tree for a $4\times 4$-state Asymmetric Model with Community Effects},
  author = {Wenjian Liu and Ning Ning},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.10475},
  year   = {2019}
}

备注

arXiv admin note: text overlap with arXiv:1812.06039