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2022-06-01
英文标题:
《Discrete-type approximations for non-Markovian optimal stopping
  problems: Part II》
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作者:
S\\\'ergio C. Bezerra, Alberto Ohashi, Francesco Russo and Francys de
  Souza
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最新提交年份:
2019
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英文摘要:
  In this paper, we present a Longstaff-Schwartz-type algorithm for optimal stopping time problems based on the Brownian motion filtration. The algorithm is based on Le\\~ao, Ohashi and Russo and, in contrast to previous works, our methodology applies to optimal stopping problems for fully non-Markovian and non-semimartingale state processes such as functionals of path-dependent stochastic differential equations and fractional Brownian motions. Based on statistical learning theory techniques, we provide overall error estimates in terms of concrete approximation architecture spaces with finite Vapnik-Chervonenkis dimension. Analytical properties of continuation values for path-dependent SDEs and concrete linear architecture approximating spaces are also discussed.
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中文摘要:
本文提出了一种基于布朗运动滤波的Longstaff-Schwartz型最优停止时间算法。该算法基于Le \\~ao、Ohashi和Russo,与之前的工作相比,我们的方法适用于完全非马尔可夫和非半鞅状态过程的最优停止问题,如路径相关随机微分方程和分数布朗运动的泛函。基于统计学习理论技术,我们给出了有限Vapnik-Chervonenkis维数的具体近似体系结构空间的总体误差估计。还讨论了路径相关SDE和具体线性结构近似空间的连续值的分析性质。
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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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一级分类:Mathematics        数学
二级分类:Probability        概率
分类描述:Theory and applications of probability and stochastic processes: e.g. central limit theorems, large deviations, stochastic differential equations, models from statistical mechanics, queuing theory
概率论与随机过程的理论与应用:例如中心极限定理,大偏差,随机微分方程,统计力学模型,排队论
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2022-6-1 03:47:42
非马尔可夫最优停止问题的离散型近似:第二部分:ERGIO C.BEZERRA、ALBERTO OHASHI、FRANCESCO RUSSO和FRANC YS DE SOUZAAbstract。在本文中,我们提出了一种基于布朗运动过滤的Longstaff-Schwartz型最优停止时间算法。该算法基于Le▄ao、Ohashiand Russo【30】,与之前的工作相比,我们的方法适用于完全非马尔可夫和非半鞅状态过程的最优停止问题,如路径相关随机微分方程的泛函和分数布朗运动。基于统计学习理论技术,我们提供了具有有限Vapnik-Chervonenkis维数的具体近似体系结构空间的总体误差或估计。还讨论了路径相关SDE和具体线性结构近似空间连续值的分析性质。1、简介最优停止是一种非常流行的随机控制问题,有许多非应用科学的应用。一般的最优停车问题可以表述如下。让(Ohm, F、 P)bea完全概率spac e和let F=(Ft)t≥0be是由ad维标准布朗运动B评级的自然扩增过滤基因,并让Z B e为F适应过程。对于给定的T>0,1 ha s to find(1.1)supτ∈T(F)E[Z(τ)],其中T(F)表示比较集[0,T]上取值的所有F停止时间集。在Z上的弱可积条件下,众所周知,Z的Snell包络过程(用S表示)是支配Z的类(D)的最小上鞅。此外,S充分刻画了这种特殊情况下的最优停止问题。
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2022-6-1 03:47:45
更多详细信息,请参见Karatzas和Shreve【23】和La mberton【25】。一个成功的过程S的构造导致了最优停止问题的解决。例如,如果函数g和马尔可夫过程s X的Z=g(X),则s的特征是以g(·)为主的最小过量(超谐)函数V(·)(参见例如Peskir和Shiryaev【33】)。在这种马尔可夫背景下,PDE方法开始发挥作用,以获得与最优停止问题相关的值函数,尤其是在低维情况下。在更高的维度上,一种流行的方法是为马尔可夫状态X上的最优停止问题设计蒙特卡罗方案。关于这一研究主题的文献很多。关于文献概述,我们参考了Bouchardand Warin【6】、K holer【24】和其中的其他参考文献。许多作者在不同的上下文中对最优停车的数值方法进行了广泛的研究。例如,Fina nc文献对美式期权定价的最小二乘回归方法进行了广泛研究。该方法的起源可在Carriere【7】、Tsitsiklis和Van Roy【38】、Long Staff和Schwartz【22】以及Cl'Element、Lamberton和P rotter【9】的著作中找到。基本上,该方法寻求一种计算估值过程中所需的条件期望(所谓的连续值)的方法,如【22,9】所示,直接计算,或通过【38】所示的价值函数间接计算。Egloff【12】通过引入日期:2019年12月5日,1991年数学学科分类,取得了重大进步。初级:93E20;次要:60H30。关键词和短语。最优停车;随机最优控制;蒙特卡罗方法。2 S'ERGIO C。
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2022-6-1 03:47:48
BEZERRA、ALBERTO OHASHI、FRANCESCO RUSSO和FRANCYS DE SOUZAdynamic前瞻算法,其中包括Tsitik lis Van Roy和Long Staff-Schwartz算法作为特殊情况。EGLOFF【12】中的关键假设要求ar体系结构近似集(设计用于逼近连续值)是闭合的、凸的,且一致有界于有限的Vapnik-Chervonenkis维数(VC维数)。后来,Zanger[40,41,42]通过采用非线性近似建筑空间,而不一定是凸的和闭合的,给出了更一般的结果。Gramacy和Ludkovski【17】引入了顺序设计方案,以确定潜在的最佳停止边界。参见Hu和Ludkovski【20】,了解一般响应曲面的排名。我们还提请注意基于所谓的最优stopping问题的对偶方法(见Rogers[35])的数值方法。在这个方向上,参见Belomestny[3]和Belomestny、Schoenmakers和Dickmann[4]以及其中的其他参考文献。所有这些工作中的共同假设是底层状态奖励过程的马尔可夫性,它允许我们在动态规划算法中处理连续值。在这项工作中,我们提出了一个蒙特卡罗方案,该方案专门用于解决形式(1.1)的最优停止问题,其中奖励过程(1.2)Z=F(X)是一般连续过程X的路径依赖函数,该过程适用于布朗过滤F。本文的主要贡献是为完全非马尔可夫状态X开发了一个可行的Longsta ff-Schwartztype算法。
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2022-6-1 03:47:51
我们特别感兴趣的是当X不能简化为马尔可夫过程的向量,而F可能依赖于X的整个路径时的情形。在如上所述的过去两次设计中,对马尔可夫状态驱动的最优停止问题的蒙特卡罗方案进行了深入研究,但据我们所知,尚未对路径依赖的情况进行具体和彻底的分析。尤其是r,对于真正的非马尔可夫系统而言,缺乏结果,其中状态X无法转化为阿马尔科夫过程,要么是因为它将以有限维动力学结束,要么是因为缺乏可观测性。本文试图缩小这一差距,至少在基本过滤由布朗运动产生的特殊情况下,即我们被限制在连续状态过程中,而不存在跳跃。写在形式(1.2)的非马尔可夫奖励过程上的最优停止问题(1.1)出现在许多上下文和应用中。金融领域出现了一个重要案例。例如,对于美国风格的期权,在风险中性措施下,在贴现预期收益的一大范围内,价格是最高的。为了计算(1.1),必须遵循动态规划原理,条件期望的可行数值方案在美式期权定价中起着关键作用。在经典的马尔可夫案例中,有很多方法可用(参见Bouchard和Warin[6])。在整个资产价格路径上存在随机波动或波动结构的情况下,资产价格过程变为非马尔可夫过程,这使得数值分析更加困难。
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2022-6-1 03:47:54
克服随机波动率模型中缺乏马尔可夫性的一个典型方法是假设波动率变量是完全可观测的,或者至少可以从隐含波动率表面一致估计。还可以采用基于非线性滤波和隐马尔可夫过程技术的更复杂方法。在这个方向上,参见例如Rambharat和Brockwell【34】、Ludkovski【31】、Song、Liang和Liu【36】、Ye和Zhou【39】以及其中的其他参考文献。在更复杂的情况下,即使假设存在可观测的波动性结构,也无法将问题(1.1)简化为马尔可夫情形,而不增加大量的自由度。当波动性是分馏布朗运动BHA的函数时,就会出现这种现象,如拜耳、弗里兹和Gatheral【2】、Gatheral【16】、Chronop Oulou和Viens【8】、Forde和Z hang【15】以及其中的其他参考文献中所述。此外,由于分数布朗运动对于H 6=1/2既不是半鞅也不是马尔可夫过程,因此aMonte Carlo方法的具体发展是一项非常不平凡的任务。非马尔可夫最优停止问题的离散型近似:第二部分3在这项工作中,我们提出了一个蒙特卡罗方案,该方案适用于相当多的状态,包括路径依赖随机微分方程(以下简称SDEs)的路径依赖支付泛函、随机波动率和其他由布朗运动驱动的非马尔可夫系统。这项工作中设计的蒙特卡罗方案是基于Le▄ao和Ohashi【26,27】、Le▄ao、Ohashi和Simas【28】以及Le▄ao、Ohashi和Russo【30】开发的方法。在Le▄ao、Ohashi和Russo【30】中,作者提出了一种离散化方法,该方法产生了一种系统的方法来逼近基于过滤F的完全非马尔可夫最优停止问题。
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