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2022-05-08
英文标题:
《Approximations of Bond and Swaption Prices in a Black-Karasi\\\'{n}ski
  Model》
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作者:
Andrzej Daniluk, Rafa{\\l} Muchorski
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最新提交年份:
2015
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英文摘要:
  We derive semi-analytic approximation formulae for bond and swaption prices in a Black-Karasi\\\'{n}ski interest rate model. Approximations are obtained using a novel technique based on the Karhunen-Lo\\`{e}ve expansion. Formulas are easily computable and prove to be very accurate in numerical tests. This makes them useful for numerically efficient calibration of the model.
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中文摘要:
在Black Karasi\\\'{n}ski利率模型中,我们推导了债券和互换期权价格的半解析近似公式。使用基于Karhunen Lo\\`e}ve展开式的新技术获得近似值。公式易于计算,在数值试验中证明非常准确。这使得它们对于模型的数值高效校准非常有用。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Computational Finance        计算金融学
分类描述:Computational methods, including Monte Carlo, PDE, lattice and other numerical methods with applications to financial modeling
计算方法,包括蒙特卡罗,偏微分方程,格子和其他数值方法,并应用于金融建模
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2022-5-8 07:17:02
期刊手稿号(将由编辑插入)黑色Karasi’nski ModelA中债券和互换期权价格的近似值。Daniluk,R.MuchorskiMay 2015年3月31日摘要我们推导了Black Karasi’nski利率模型中债券和互换期权价格的半解析近似公式。利用基于Karhunen-Lo`eve展开式的新技术获得近似值。公式易于计算,在数值试验中证明非常准确。这有助于对模型进行有效的数值校准。黑色Karasi\'nski模型·Karhunen Lo\'eve扩展数学学科分类(2000)91G30·60H30·41A99《国际理论与应用金融杂志》提交审议的一篇文章的致谢稿 2015年,版权归世界科学出版公司所有,网址:http://www.worldscientific.com/worldscinet/ijtaf1简介短期利率模型在定量金融领域具有根本重要性,因为它们为利率或信贷衍生品的定价提供了一个全面的数学框架[1],[10]。模型结构和假设的多样性使我们能够在处理特定定价问题时选择最合适的方法。Vasicek[15]和Hull and White[6]等基本高斯函数模型因其分析的可处理性和透明性,以及现有的封闭式定价公式而受到从业者的关注。然而,在这些优势和不可信的模型预测之间存在权衡,后者允许负利率。其他一些模型,如考克斯、安格尔和罗斯模型[4],对茶不屑一顾。贾吉略大学达尼卢克,电子邮件:andrzej。daniluk@gmail.comR.穆霍斯基,图尔·安联·波尔斯卡,电邮:拉斐尔。muchorski@gmail.com2A.达尼卢克,R。
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2022-5-8 07:17:05
穆霍尔斯基(Muchorski)具有正利率的特性,通常通过对面值掉期利率施加一个较低的正边界来提供不切实际的结果[1]。在今天的低利率环境中,利率的非负性似乎并不那么重要,甚至可能是不可取的。然而,在违约强度建模的背景下,由于与无套利假设不一致,负风险率通常不可行。F.Black和P.Karasi\'nski(BK)于1991年开发的模型,也称为“指数Vasicek模型”[3],克服了负利率的问题。它假设短期利率的对数正态性,其动机是市场标准的上限和互换期权的黑色公式基于相关利率的对数正态分布。此外,它还具有相当好的t-to-data属性,特别是关于互换期权波动率表面。不幸的是,在这个模型中,互换期权甚至零息票债券价格的精确分析公式并不存在。由于缺乏分析可处理性,需要使用计算密集型和时间吸收型数值方法(PDE或蒙特卡罗)。这实际上排除了有效的模型校准,并严重缩小了潜在模型应用的范围。为了应对与BK模型实施相关的挑战,已经有几次尝试获得零耦合债券或互换期权价格的可靠分析近似值。特别是,Touruc^oo等人[14]提出了单因素模型中零息票债券的近似公式,通过应用转换债券PDE[1]的正则渐近展开,在小波动率极限下推导。安东诺夫和斯派克特[2]更进一步,提出了一个广义的多因素RBK模型。
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2022-5-8 07:17:08
通过对偏微分方程进行规则的渐近展开,他们提供了零息债券和欧洲互换期权价格的近似值。然而,这两种方法都考虑了小波动情况,这在许多金融应用中是不合理的,尤其是在信贷市场中,经常观察到违约强度高达100%的对数正态波动[10]。Stehlikova[12]采用了一种不同的方法来推导近似值,他为单因素模型开发了小时间展开式。零息债券的价格通过泰勒级数展开表示,系数以闭合形式表示,通过特定的循环关系获得。另一个近似概念源于化学物理,名为“指数膨胀”,由Capriotti[5]引入金融学,并应用于计算几个扩散过程的转移概率和Arrow-Debreu价格。这种方法似乎提供了非常精确的近似值,Stehlikova,Capriotti[11]在BK模型的背景下进一步采用了这种方法。在指数展开的基础上,作者提出用幂级数的形式来表示零耦合键的价格,这种价格可以很容易地用仅涉及简单一维积分的递推来计算。对于较大的时间范围,指数展开可以与快速数值卷积相结合,以获得更精确的结果。然而,这些近似公式非常复杂,通常没有关于选择适当的指数展开截断顺序以获得足够的近似精度的指导。在本文中,我们提出了一种完全不同的近似零息债券和互换期权价格的方法。
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2022-5-8 07:17:11
该概念基于一种新技术,应用了奥恩斯坦-乌伦贝克过程的卡鲁宁-洛伊夫表示[8],以及黑卡拉西恩斯基模型3中债券和互换期权价格的近似,以及BK模型中出现的其他相关过程。最初,我们提供了零息票债券价格的半解析近似值。之后,我们使用概念上相似但更复杂的方法推导出交换选项的类似近似值。这些公式易于实现,计算速度快,为绝大多数参数设置提供了非常精确的近似值。由于零息债券和互换期权(特殊情况下为上限/下限)是用于模型校准的基本工具,因此我们的结果可直接用于该目的,大大提高了校准速度。本文的结构安排如下。在第二部分中,我们介绍了在aBK模型中推导价格近似值所建立的数学框架。第三部分提供了零耦合键的两种近似,包括所有相关的推导。第四部分以类似的方式组成,涉及互换期权定价。最后一节包含债券和多组选定模型参数的互换期权近似值的数值结果,以及与基于文献[14]、[11]的债券价格替代近似值的比较。为了方便读者,附录中收集了大多数技术和纯数学方面的考虑。2数学预备题我们用(rt)t表示≥0短期利率和长期利率的过程 ln(rt)是自然对数。
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2022-5-8 07:17:14
我们假设过程(lt)t≥0遵循BlackKarasi\'nski模型[3]中假设的动力学,即dlt=a(t)-b ltdt+σdWt,(2.1)其中σ,b是正常数,a(t)是时间和(Wt)t的确定函数≥0是现场测量下的维纳过程。让我们介绍一些注释并回顾一些事实。符号:代表u≥ 0,v≥ 0我们设定(u,u+v)u+vZue-b(u+v)-s) a(s)ds,(2.2)ru,v 重新-bvuexp(A(u,u+v)),(2.3)X(u)tσlu+t-E-btlu-A(u,u+t). (2.4)在特定情况下,u=0表示Xt X(0)t.任何u,t的命题1≥ 0ru+t=\'ru,texpσX(u)t, (2.5)4 A.Daniluk,R.MuchorskiwhereX(u)tT≥0Ornstein-Uhlenbeck过程是否满足x(u)=0,dX(u)t=- bX(u)tdt+dW(u)t,(2.6)其中W(u)t 吴+t-这是一个维纳过程。用(2.1)和初等微积分证明X(u)tT≥0.OrnsteinUhlenbeck流程是否令人满意(2.6)。通过引入符号,我们得到了ru+t=expA(u,u+t)+e-btln(ru)+σX(u)t= “鲁,特克斯普σX(u)t. (2.7)备注1流程W(u)tT≥0和X(u)tT≥他们独立于傅。备注2数量“ru,vc可解释为在没有波动的情况下,短期利率ru+v的值。它也是儒文赋分布的主导。备注3 Ornstein-Uhlenbeck工艺(Xt)t≥0是一个中心高斯过程,其方差函数[7]K(s,t)2be-b|t-s|-2be-b(t+s)(2.8)和方差函数v(s) K(s,s)=2b1.-E-人胚肺二倍体细胞(2.9)为了进一步的目的,我们引入另一个过程符号:让我们定义一个Ornstein-Uhlenbeck桥过程^XtT∈[0,T]as^Xs Xs-K(s,T)V(T)XT,s∈ [0,T]。(2.10)备注4奥恩斯坦-乌伦贝克大桥^XtT∈[0,T]是一个中心高斯过程,满足^X=^XT=0,具有协方差函数^K(s,T) K(s,t)-K(s,T)K(T,T)V(T)(2.11)和方差函数^V(s)^K(s,s)=V(s)1-E-2b(T)-s) 一,-E-20吨!。
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