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2022-05-09
英文标题:
《A backward Monte Carlo approach to exotic option pricing》
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作者:
Giacomo Bormetti, Giorgia Callegaro, Giulia Livieri, Andrea
  Pallavicini
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最新提交年份:
2015
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英文摘要:
  We propose a novel algorithm which allows to sample paths from an underlying price process in a local volatility model and to achieve a substantial variance reduction when pricing exotic options. The new algorithm relies on the construction of a discrete multinomial tree. The crucial feature of our approach is that -- in a similar spirit to the Brownian Bridge -- each random path runs backward from a terminal fixed point to the initial spot price. We characterize the tree in two alternative ways: in terms of the optimal grids originating from the Recursive Marginal Quantization algorithm and following an approach inspired by the finite difference approximation of the diffusion\'s infinitesimal generator. We assess the reliability of the new methodology comparing the performance of both approaches and benchmarking them with competitor Monte Carlo methods.
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中文摘要:
我们提出了一种新的算法,该算法允许在局部波动模型中从基础价格过程中采样路径,并在对奇异期权定价时实现显著的方差减少。新算法依赖于离散多项式树的构造。我们的方法的关键特征是——以类似于布朗桥的精神——每条随机路径从终端固定点向后运行到初始现货价格。我们用两种不同的方法来描述这棵树:根据源自递归边际量化算法的最优网格,以及遵循受扩散无穷小生成器的有限差分近似启发的方法。我们评估了新方法的可靠性,比较了两种方法的性能,并将其与竞争对手的蒙特卡罗方法进行了基准测试。
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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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2022-5-9 10:32:01
一种逆向蒙特卡罗方法,用于奇异选项Pricingiacomo Bormettia,Giorgia Callegarob,Giulia Livieric,*,安德烈亚·帕拉维西尼德,2015年11月4日波洛尼亚大学数学系,圣多纳托港广场5号,波洛尼亚港40126号,帕多瓦大学数学系,途经的里雅斯特63号,帕多瓦港35121号,帕多瓦高等师范学院,卡瓦列里广场7号,比萨港56126号,伦敦皇家学院数学系,伦敦SW7 2AZ,联合王国银行,拉戈·马蒂奥利3号,2011年2月21日意大利米兰摘要我们提出了一种新算法,允许在局部波动性模型中对基础价格过程的路径进行采样,并在定价奇异期权时实现显著的方差减少。新算法依赖于离散多项式树的构造。我们的方法的关键特征是——以类似于布朗桥的精神——每条随机路径从一个终端固定点向后运行到初始价格。我们用两种不同的方法来描述这棵树:根据源自递归边际量化算法的最优网格,并遵循由微分的微元生成器的有限差分近似所产生的逼近。我们评估了新方法的可靠性,比较了Bothapproach的性能,并将其与竞争对手的蒙特卡罗方法进行了基准测试。JEL代码:C63,G12,G13关键字:蒙特卡罗,方差减少,量化,马尔可夫发生器,局部波动,期权定价*通讯作者。电子邮件地址:朱利亚。livieri@sns.itContents1引言32反向蒙特卡罗算法53恢复转移概率93.1基于量化的算法。103.1.1最佳量化。
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2022-5-9 10:32:05
103.1.2递归边际量化算法。113.1.3安德森加速程序。133.2大时间步长算法。153.2.1 LTSA实施:更多技术细节。184金融应用194.1模型和支付规格。194.2数值结果和讨论。215结论27A RMQA 32C稳健性检查中的失真函数和伴随参数31B劳埃德I方法33D马尔可夫生成器LΓ1介绍的构造金融衍生品定价通常需要解决两个主要问题。首先,为基础资产价格的随机演变选择一个灵活的模型。此时,一个常见的交易效应出现了,因为用足够的现实主义描述资产价格的历史动态的模型通常无法精确匹配期权市场中观察到的波动率微笑[1,2]。其次,一旦确定了一个合理的候选者,就需要开发快速、准确且可能灵活的数值方法[3、4、5]。关于前一点,自Dupire[6]和Derman及其合著者[7]引入局部波动率(LV)模型以来,该模型已变得非常流行。尽管LV模型用于描述资产动态的合法性受到高度质疑,但市场隐含的自我一致性产生波动的能力促使他们在从业者中广泛分歧。
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2022-5-9 10:32:08
由于LV模型的校准[6]假设在不同的罢工和到期日[8]中,香草期权价格的连续性是不现实的,近年来出现了越来越多的关于这个问题的文献(例如,见[8,9,10,11,12,13])。在本论文中,我们将在最新成果之后进行校准,我们只关注后一个问题。具体而言,我们的目标是设计一种基于蒙特卡罗方法的水平定价算法,能够相对于竞争对手方法实现相当大的方差减少。本文的主要结果是开发了一种灵活高效的定价算法,称为反向蒙特卡罗算法,该算法在多项式树上反向运行。该算法的灵活性允许对通用支付进行定价,而无需为每个支付规格设计定制解决方案。这一特征直接继承自蒙特卡罗方法(参见[14]中关于蒙特卡罗金融方法的几乎详尽的调查)。相反,效率主要与多项式树上的向后运动有关。事实上,我们的方法结合了分层抽样Monte Carlo和Brownian Bridge构造[14,15,16]的优点,将其扩展到比Black、Scholes和Merton[17,18]的简单假设更一般的金融资产动态。本文的第二个目的是研究递归边缘量化算法(以下简称RMQA)的替代实现方案,该算法与firstone的相对而言较小。RMQA是一种递归算法,允许通过在有限点网格上定义的离散时间马尔可夫链来近似连续时间差。
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2022-5-9 10:32:11
RMQA每一步采用的替代方案基于劳埃德I方法[19],并结合安德森加速算法[20,21],该算法用于解决定点问题。加速方案允许加速Lloyd I方法[19]的线性收敛速度,此外,还可以模拟[22]中强调的以前RMQA实施的一些缺陷。更详细地说,资产价格动态的离散时间马尔可夫链近似可以通过在每个时间步引入两个量来实现:(i)可能值的网格,以及(ii)从一个状态传播到另一个状态的转移概率。在文献中讨论的计算这些量的方法中,本文分析并扩展了其中两种。第一种方法通过随机微分方程(SDE)的RMQA theEuler Maruyama近似量化基础资产价格。[23]中引入了RMQA,用于在伪恒定方差弹性(CEV)LV模型中计算普通看涨期权和看跌期权的价格。在[22]中,作者使用它来校准二次正态LV模型。相反,替代方法通过有限差分方案以适当的方式离散基本差分的最小马尔可夫发生器(有关理论收敛结果的详细讨论,请参见[24,25])。我们将后一种方法命名为大时间步长算法,即LTSA。在[12]中,作者实施了LTSA的修改版本,以在CEV模型中为离散回望期权定价,而在[26]中,他们采用LTSA思想为一类特定的路径依赖型支付定价,称为阿贝尔支付。
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2022-5-9 10:32:15
更具体地说,它们将路径依赖特性(在特定情况下,无论基础资产价格是否在期权的生命周期内达到特定水平)纳入马尔可夫发生器。然后,将联合转移概率矩阵恢复为特定矩阵方程的解。Thermaqa和LTSA有两个主要区别,可以总结如下:(i)Thermaqa允许恢复最佳的——根据特定标准[27]——多项式网格,而LTSA在先验的用户指定网格上工作,(ii)在对金融衍生品产品进行定价时,LTSA比RMQA需要更少的计算负担,而金融衍生品产品的支付需要在预先确定的一组日期观察潜在风险。不幸的是,这个结果只适用于分段时间齐次局部波动动力学。LV模型在股票和外汇(FX)市场的使用在很大程度上是由该方法的灵活性推动的,该方法允许对整个波动表面进行精确校准。此外,普通普通仪器和大多数流动性欧洲期权的准确重新定价,加上期权对模型参数的敏感性的稳定计算和特定校准程序的可用性,使得LV建模方法成为一种流行的选择。LV模型在实践中也被用于评估亚式期权和其他路径相关期权,尽管通常采用更复杂的随机局部波动(SLV)模型。详情请参阅[28]。然后通过数值求解偏微分方程(PDE)或通过蒙特卡罗方法计算路径相关衍生产品的价格。PDE方法的计算效率很高,但它需要定义一个特定的支付定价方程(参见[4],了解在金融背景下对PDE方法进行的广泛调查)。
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