[논문 리뷰] Exploiting all phone media? A multidimensional network analysis of phone users' sociality

Matteo Zignani, Christian Quadri외 2명|arXiv (Cornell University)|2014. 01. 14.

Complex Network Analysis Techniques참고 문헌 13인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 12주간 대규모 통신사의 통화 및 문자 메시지 데이터를 통합하여 모바일 사용자에 대한 다차원 네트워크 분석을 제시한다. 분석 결과 통화 네트워크와 문자 네트워크 간에는 부분적인 겹침이 있으며, 통화만 사용하는 사용자가 전체의 30%이고 문자 메시지만 사용하는 사용자가 8%로 나타나, 두 통신 계층을 함께 고려할 경우 사회적 상호작용이 크게 풍부해짐을 보여준다.

ABSTRACT

The growing awareness that human communications and social interactions are assuming a stratified structure, due to the availability of multiple techno-communication channels, including online social networks, mobile phone calls, short messages (SMS) and e-mails, has recently led to the study of multidimensional networks, as a step further the classical Social Network Analysis. A few papers have been dedicated to develop the theoretical framework to deal with such multiplex networks and to analyze some example of multidimensional social networks. In this context we perform the first study of the multiplex mobile social network, gathered from the records of both call and text message activities of millions of users of a large mobile phone operator over a period of 12 weeks. While social networks constructed from mobile phone datasets have drawn great attention in recent years, so far studies have dealt with text message and call data, separately, providing a very partial view of people sociality expressed on phone. Here we analyze how the call and the text message dimensions overlap showing how many information about links and nodes could be lost only accounting for a single layer and how users adopt different media channels to interact with their neighborhood.

연구 동기 및 목표

• 모바일 네트워크 내 통화 및 문자 메시지 통신 계층 간의 겹침과 구조적 차이를 조사하기 위해.
• 통화만으로도 사회적 유대를 대변한다는 가정을 뛰어넘어, 사용자들이 다양한 통신 미디어에서 어떻게 사회적 행동을 달리하는지 이해하기 위해.
• 숨겨진 사회적 구조를 단일 계층 네트워크에서는 볼 수 없도록, 다차원 네트워크 메트릭을 개발하고 적용하기 위해.
• 사용자들이 한 통신 수단(통화 또는 문자)에만 의존하는 정도를 정량화하고, 서로 다른 사회적 관계에 대해 둘 이상의 수단을 사용하는지 파악하기 위해.

제안 방법

• 통화 기록(G_c)에서 유도한 directed 네트워크와 문자 기록(G_s)에서 유도한 directed 네트워크를 바탕으로 이중차원 네트워크 G_cs를 구성하였다.
• 집합 연산을 통해 노드 및 링크의 겹침을 정의: |V_c ∩ V_s|, |V_c - V_s|, |V_s - V_c|를 통해 사용자의 미디어 선호도를 측정하였다.
• 미디어 계층 간 외부 및 내부 이웃의 차이를 정량화하기 위해 계층 Jaccard 거리 φ를 도입하였다: φ_{c,s}^{(·)}(u) = |Γ_d1^{(·)}(u) Δ Γ_d2^{(·)}(u)| / |Γ_d1^{(·)}(u) ∩ Γ_d2^{(·)}(u)|.
• 초합성 네트워크 G_cs 내 링크의 레이블 상호작용성을 측정하기 위해, 예를 들어 '통화' 전용, '문자' 전용, 또는 양방향으로 레이블이 지정된 링크를 분석하였다.
• 단일 계층 및 이중차원 네트워크 간의 구조적 특성을 비교하기 위해 기존 및 신규 다차원 네트워크 메트릭을 적용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 노드 및 링크 측면에서 통화 네트워크와 문자 네트워크는 어느 정도 겹치는가?
• RQ2 사용자들은 통화와 문자 메시지 간의 통신 선호도를 어떻게 분배하는가?
• RQ3 한 통신 수단(통화 또는 문자)만 사용하는 사용자의 비율은 얼마이며, 이는 그들의 사회적 네트워크 구조에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 사용자들의 이웃 구조(인바운드 및 아웃바운드 이웃)는 통신 미디어에 따라 어떻게 다를까?
• RQ5 다중 모달 상호작용에서 어느 통신 수단이 선호되며, 이는 사회적 상호작용 패턴에 대해 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• 활성 사용자 중 30%인 162,296명은 통화만 사용하며, 8%인 18,621명은 문자 메시지만 사용하여, 강한 미디어 특화 행동이 드러났다.
• 전체 사용자 중 62%인 253,689명만이 통화와 문자 메시지를 모두 사용하여, 상당수의 사용자가 단일 통신 수단에 의존하고 있음을 보여준다.
• 계층 Jaccard 거리 분석 결과, 약 40%의 사용자가 외부 및 내부 관계에서 높은 비대칭성을 보이며, 그들의 연결 중 70%에서 통화가 주요 수단으로 사용됨을 확인하였다.
• 통신 링크의 46%는 '통화' 전용으로 레이블이 지정되었고, 31%는 '통화 및 문자'로 둘 다, 뿐만 아니라 '문자' 전용으로 레이블이 지정된 링크는 오직 21%에 불과하여, 통화 통신에 대한 강한 선호도가 확인되었다.
• 이중차원 네트워크는 단일 계층 네트워크보다 훨씬 더 많은 사회적 유대를 포착하고 더 풍부한 구조적 패턴을 보이며, 이는 단일 수단만 고려할 경우 사회적 상호작용이 과소 평가됨을 입증한다.
• 이 연구는 통화 네트워크와 문자 네트워크가 상호 포함 관계가 아니며, 부분적으로 겹치며 각 계층에서 독립적인 사용자 행동과 관계 패턴을 보임을 확인하였다.