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2022-06-01
英文标题:
《A regularity structure for rough volatility》
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作者:
Christian Bayer, Peter K. Friz, Paul Gassiat, Joerg Martin, Benjamin
  Stemper
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最新提交年份:
2017
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英文摘要:
  A new paradigm recently emerged in financial modelling: rough (stochastic) volatility, first observed by Gatheral et al. in high-frequency data, subsequently derived within market microstructure models, also turned out to capture parsimoniously key stylized facts of the entire implied volatility surface, including extreme skews that were thought to be outside the scope of stochastic volatility. On the mathematical side, Markovianity and, partially, semi-martingality are lost. In this paper we show that Hairer\'s regularity structures, a major extension of rough path theory, which caused a revolution in the field of stochastic partial differential equations, also provides a new and powerful tool to analyze rough volatility models.
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中文摘要:
最近,金融建模中出现了一种新的范式:Gatherel等人首先观察到的粗糙(随机)波动率。在高频数据中,随后在市场微观结构模型中衍生出来的数据,也被证明能够捕捉整个隐含波动率表面的关键风格化事实,包括被认为不在随机波动率范围内的极端偏斜。在数学方面,马尔可夫性和部分的半马提尼性都消失了。本文表明,Haier正则结构是粗糙路径理论的一个重要扩展,它在随机偏微分方程领域引起了一场革命,也为分析粗糙波动率模型提供了一个新的有力工具。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Pricing of Securities        证券定价
分类描述:Valuation and hedging of financial securities, their derivatives, and structured products
金融证券及其衍生产品和结构化产品的估值和套期保值
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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 14:15:01
粗挥发性的规则结构。拜耳,P.K.FRIZ,P.GASSIAT,J.MARTIN,B.STEMPERAbstract。Gatheral等人首先在高频数据中观察到的,随后在市场微观结构模型中得出的,也被证明能够捕获整个隐含波动率表面的关键风格化事实,包括被认为超出随机波动率范围的极端偏斜。在数学方面,马尔可夫性和部分半马丁尼性都消失了。在本文中,我们表明,Haier的正则结构是粗糙路径理论的一个重要扩展,它在随机偏微分方程领域引发了一场革命,也为分析粗糙波动率模型提供了一个新的强大工具。在吉姆·盖瑟拉尔教授60岁生日之际献给他。内容1、导言21.1。马尔可夫随机波动率模型31.2。粗糙波动的并发症31.3。主要结果描述41.4。KPZ和奇异SPDE理论的教训82。定理1.1和1.3的简化103。粗略定价规则结构113.1。基本定价设置113.2。近似与重整化理论183.3。哈尔基的情况234。全粗波动率规律性结构244.1。基本设置244.2。小噪声模型大偏差255。波动性的粗糙Volterra动力学265.1。市场微观结构的激励265.2。规则结构方法275.3。解决粗波动286。数值结果31附录A.近似和重整化(证明)37附录B.大偏差证明40附录C.第5节证明42参考文献43日期:2017年10月23日。arXiv:1710.07481v1【q-fin.PR】2017年10月20日C.拜耳,P.K.弗里兹,P.加西亚,J.马丁,B.斯坦佩1。
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2022-6-1 14:15:04
简介我们对It中给出的随机波动率(SV)模型感兴趣,其形式不同(1.1)dSt/St=σtdBt≡pvt(ω)dBt。这里,标准布朗运动和σt(分别为vt)被称为随机波动(分别为方差)过程。许多经典的马尔可夫资产价格模型都属于这个框架,包括一个具有方差过程的马尔可夫动力学,其形式为(1.2)dvt=g(vt)dWt+h(vt)dt;常数相关ρ:=dhB,通过使用2D标准布朗运动将其/DTI合并W、 W,B:=ρW+ρW≡ ρW+p1- ρW。本文研究了一类重要的非马尔可夫(分数)SV模型,称为Drough volatility(RV)模型,在这种情况下σt(相当于:vt≡ σt)通过区域内的分数布朗运动(fBM)建模∈ (0, 1/2).术语“粗糙”stemsH-这相当于takeH>/2。粗略制度的证据(最近的校准建议低至0.05)现在是压倒性的-无论是在实物还是定价措施下,参见例如波动率模型,我们指的是σt=f(cWt)形式的模型。“简单粗挥发性(RV)”(1.3)cWt=^tK(s,t)dWs;(1.4)带K(s,t)=√2H | t- s | H-1/2t>s,H∈ (0, 1/2).(1.5)请注意,与经典SV模型相比,随机波动率是明确给出的,它不仅为时间序列和期权定价问题提供了显著的结果,而且还具有市场微观结构调整:从霍克斯过程模型开始,Rosenbaum及其同事[16、17、18]发现了标度极限f、g、h,使得σt:=f(bZt)。
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2022-6-1 14:15:07
“非简单粗糙波动率(RV)”(1.6)Zt=z+^tK(s,t)g(Zs)ds+^tK(s,t)h(Zs)dWs,(1.7),随机Volterra动力学提供了简单粗糙波动率的自然概括。波动率不是一种交易资产,因此其非半马丁性(当H 6=1/2时)并不意味着套利。在[]之后,我们使用Volterra或Riemann-Liouville fBM,但也可以使用其他选择,如Mandelbrotvan-Ness fBM,以及适当修改的内核K。规则结构与粗糙的第3卷马尔可夫随机波动率模型。下面,我们首先提到了一系列众所周知的马尔可夫SV模型工具和方法PDE方法普遍存在于(低维)定价问题中,正如蒙特卡罗方法一样,注意到对强(或弱)比率1/2(或1)的了解是现代多水平方法(MLMC)工厂中的难题方案,目前在标准软件包中可用;o以及各种“强”大偏差(也称为精确渐近)结果,例如推导著名的SABR公式。出于几个原因,以Stratonovich形式编写模型动力学可能很有用:从aPDE的角度来看,操作符然后采用平方和形式,这可以在许多方面利用容积/NV方案[]还需要以Stratonovichform重写完整的动态。事实上,将NV视为5级容积,从[]的意义上讲,其3级简化只不过是熟悉的Wong Zakai近似结果。另一个需要Stratonovich公式的财务示例来自基于Stroock–Varadhan支持定理的利率模型验证[]。我们进一步注意到,QMC(例如。
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2022-6-1 14:15:10
如果噪声具有多尺度分解(通过将(分段)线性Wong-Zakai近似解释为驱动白噪声的Haar小波展开,则Sobol’)尤其有效。1.2.剧烈波动的并发症。由于失去马尔可夫性,PDE方法不适用,Freidlin–Wentzell大偏差估计(见[])也不适用。此外,粗糙波动率不是一个半鞅,至少可以说,它使使用See this变得复杂,将重点放在“简单”的情况上,即(1.1),(1.3),因此(1.8)St/S=E^·fcWs公司星展银行(t) 。在(经典)随机指数(M)(t)=exp(Mt)内-[M] t)我们有鞅项(1.9)^tf(cW)dB=ρ^tf(cW)dWt |{z}+ρ^tf(cW)dWt试图将其置于Stratonovich形式,(1.10)“^tf(cW)o dW:=^tf(cW)dW+(It^o-Stratonovich校正)或,按照Wong Zakai近似的精神,(1.11)“^tf(cW)o W:=limε→0^tf(cWε)dWε“4 C.拜耳,P.K.弗里兹,P.GASSIAT,J.MARTIN,B.STEMPERmust fail whenverh。It^o-Stratonovich校正由二次协变量给出,定义(尽可能)为(1.12)X【u,v】的概率极限∈π(f(cWv)- f(cWu))(Wv- Wu),沿着网格大小趋于零的分区的任何序列(πn)。但是,抛开琐碎的情况不谈,这一限制并不存在。例如,当nf(x)=x分数标度立即产生发散-/2) 上述括号近似值。这一问题也出现在期权定价的背景下,事实上,期权定价很容易降低(定理1.3和第6节)为彻底的波动性(第5节)。主要结果说明。在KPZ[]和Haier Pardoux“重整化”Wong Zakai定理[]上的工作,我们提供了最接近于粗糙波动率的满意近似理论。
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2022-6-1 14:15:13
这首先要说明的是,尽管粗糙路径理论的目的是处理低正则性路径,但它不适用于说明我们的基本近似结果,请写出˙Wε≡ tWε表示尺度ε至白噪声的合适近似值(详情如下),诱导近似值为fBM,表示为cwε。在整个过程中,赫斯特参数∈(0,/2)是固定的,F是光滑函数,因此(1.8)是现代金融理论要求的(局部)鞅。定理1.1。考虑简单粗糙波动率,动态St/St=f(cWt)dBt,即由bwρεCεCεtCε、eSε驱动→ Suniformly在压实上,其中teSεt/Sεt=f(cWε)˙Bε- ρCε(t)f(cWε)-f(cWε),Sε=S。类似结果适用于更一般(“非简单”)RV模型。备注1.2。当NH=1/2时,该结果是o-Stratonovich转换h</ρ非零的简单结果。股票(和许多其他)市场的情况就是如此[]。还要注意的是,在不减去Cε项的情况下,朴素近似Sεt通常会发散。为了阐明期权定价的含义,定义Black-Scholes定价函数(1.13)CBSS、 K;σT:= ESexpσ√T Z-σT- K+,其中Z表示标准正态随机变量。然后我们得到定理1.3。CεCεt(1.14)fIε:=fIεf(t):=^Tf(cWε)dWε-^TCε(t)f(cWεt)dt规则结构和粗略第5卷,以及近似总方差,Vε:=Vεf(t):=^Tf(cWεt)dt。然后,在定价模型(1.1),(1.3)下,在到期时间为T的k时签订的欧式看涨期权的价格为limε→0Ehψ(fIε,Vε)I其中(1.15)ψ(I,V):=CBSSexpρI-ρV, K、 ρV.类似结果适用于更一般(“非简单”)RV模型。重整化近似积分(1.16)fIε=^Tf(cWε)dWε的数学透视收敛性-^TCε(t)f(cWεt)dt→ (It^o积分)。收敛到正确It^o对象的近似值。
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