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2022-06-10
英文标题:
《On smile properties of volatility derivatives and exotic products:
  understanding the VIX skew》
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作者:
Elisa Al\\`os, David Garc\\\'ia-Lorite and Aitor Muguruza
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最新提交年份:
2018
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英文摘要:
  We develop a method to study the implied volatility for exotic options and volatility derivatives with European payoffs such as VIX options. Our approach, based on Malliavin calculus techniques, allows us to describe the properties of the at-the-money implied volatility (ATMI) in terms of the Malliavin derivatives of the underlying process. More precisely, we study the short-time behaviour of the ATMI level and skew. As an application, we describe the short-term behavior of the ATMI of VIX and realized variance options in terms of the Hurst parameter of the model, and most importantly we describe the class of volatility processes that generate a positive skew for the VIX implied volatility. In addition, we find that our ATMI asymptotic formulae perform very well even for large maturities. Several numerical examples are provided to support our theoretical results.
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中文摘要:
我们发展了一种方法来研究奇异期权和具有欧洲回报的波动率衍生品(如VIX期权)的隐含波动率。我们的方法基于Malliavin演算技术,允许我们根据基础过程的Malliavin导数来描述货币隐含波动率(ATMI)的性质。更准确地说,我们研究了ATMI水平和倾斜的短期行为。作为一个应用,我们根据模型的赫斯特参数描述了波动率指数和已实现方差期权的短期行为,最重要的是,我们描述了波动率过程的类别,该类过程为波动率指数隐含波动率产生正偏斜。此外,我们发现我们的ATMI渐近公式即使对于大型到期债券也表现得很好。文中给出了几个数值例子来支持我们的理论结果。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Mathematical Finance        数学金融学
分类描述:Mathematical and analytical methods of finance, including stochastic, probabilistic and functional analysis, algebraic, geometric and other methods
金融的数学和分析方法,包括随机、概率和泛函分析、代数、几何和其他方法
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2022-6-10 10:08:29
关于挥发性衍生物和异类产品的微笑特性:理解VIX skewElisa Al\'os*Dpt。Pompeu Fabraand Barcelona GSEc/Ramon Trias Fargas,25-2708005 Barcelona,SpainDavid Garc'a-Loritecaixabank和BarcelonaAv大学。Diagonal,621-629,08028-BarcelonaAitor Muguruza+伦敦大学国际学院国家数学系SW7 2Azabstracts我们开发了一种方法来研究异国情调期权和具有欧洲回报的波动率衍生品(如VIX期权)的隐含波动率。我们的方法基于Malliavin演算技术,允许我们根据基础过程的Malliavin导数来描述at货币隐含波动率(ATMI)的性质。更准确地说,我们研究ATMI水平和倾斜的短期行为。作为一个应用,我们根据模型的赫斯特参数描述了波动率指数和化方差期权的ATMI的短期行为,最重要的是,我们描述了产生波动率指数隐含波动率正偏态的波动过程类别。此外,我们发现,我们的ATMI渐近公式即使在大自然条件下也表现得很好。文中给出了几个数值例子来支持我们的理论结果。*获得资助MTM2016-76420-P.+获得金融计算与分析博士培训中心的支持。关键词:奇异期权、方差期权、VIX、隐含波动率、Malliavin演算、随机波动率模型、粗糙波动率、分馏布朗运动主题分类:91G20、91G80、60H071简介任何金融模型的存在理由都是再现市场中观察到的某些行为或动态。
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2022-6-10 10:08:33
例如,在普通期权的情况下,这一难题转化为拟合市场隐含波动率表面。为此,提出了Black-Scholes模型的若干扩展。特别是,有效实现这一任务的一个模型是杜皮尔局部挥发模型(Dupire local volatilitymodel)[18]。然而,当将外来产品纳入vanillauniverse时,人们发现,本地波动性模型无法正确再现市场动态(有关障碍期权的详细信息,请参见[23])。一种不同且流行的方法是允许波动率本身是一个随机过程(例如,赫尔和怀特[28]、斯科特[39]、赫斯顿[24]、斯坦和斯坦[40]以及鲍尔和罗马[8])。众所周知,经典随机波动率(SV)模型可以解释隐含波动率的一些重要特性,如相对于打击价格的变化,如微笑或倾斜(见雷诺和图兹[37])和杠杆效应。最重要的是,除了静态特性之外,它们还提供了现场的真实动态,以便为外来产品定价。尽管存在所有这些事实,但第一代SV模型并没有捕捉到市场数据的其他一些重要特征,例如隐含波动率的期限结构(依赖于到期时间)。为了解决这一问题,Bergomi【15】引入了第二代SV模型,该模型结合了远期方差的概念,允许远期波动的时间依赖结构。
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2022-6-10 10:08:36
然后,通过考虑Lipton[32]提出的局部随机波动率(LSV)模型,可以成功地解决校准问题,并获得一个既符合隐含波动率曲面又具有现场现实动力学的模型。尽管LSV模型很受欢迎,但图中添加的波动率导数极大地使校准和定价复杂化。具体地说,在LSV模型中,对数合约(或理想化方差掉期)的值是给定的byteztvu(σ(Su,u))du,T>0(1),其中v表示纯随机波动过程,S表示点,σ(·,·)是局部波动分量。在这种情况下,VIX期权甚至期货(涉及条件预期和非线性)的唯一定价非常复杂。这就是为什么Bergomi[15]类型的SVmodels越来越受欢迎的原因,即它们在(1)中友好的log契约结构,σ(·,·)=1。考虑到这一点,股票市场面临的主要挑战是联合推出vanilla和VIX smiles,同时为现货和波动过程提供现实的动态。为了构建允许我们描述这种复杂性的模型,重要的是开发工具,使我们能够识别能够生成所需行为的模型类别。这一方向的第一步是在Al\'os、Le\'on和Vives【4】中提出的,作者根据SV过程的Malliavin导数算子描述了货币隐含波动率(ATMI)偏差的短期行为。
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2022-6-10 10:08:39
这一结果表明(在实际市场数据中观察到的)该斜率的膨胀可以用波动过程σ来描述,使得Dsσr→ ∞ 作为s→ r、 其中d表示Malliavin导数运算符(例如,参见Nualart(2005))。这一特性被基于分数布朗运动(fBm)的随机波动率模型所满足,赫斯特参数H<。这一观察结果导致了最近粗波动率模型的发展(例如,见Fukasawa【19】或Bayer、Friz和Gatheral【12】)。值得注意的是,粗糙波动率模型不仅提供了真实的隐含波动率面,而且还与Gatheral、Jaisson和Rosenbaum【20】以及Bennedsen、Lunde和Pakkanen【14】所示的波动率历史动态一致。我们必须在此强调,第一代和第二代SV模型都不符合波动性的历史动态。不足为奇的是,这种创新模式是有代价的;马尔可夫性。为了克服马尔可夫性的缺乏和经典工具(如PDE和It^o引理)的丢失,从这一活跃的研究领域涌现出了大量文献(参见[5]、[13]、[21]、[35]、[29]、[34]、[26]和[30]等)。本文的主要目的是研究ATMI短期水平和已实现方差(RV)期权和VIX期权的偏差。作为第一步,我们将看到基础a上的奇异期权价格与普通期权价格一致,其中基础是SV模型,其中波动率由基础过程a的Malliavin导数决定。这将使我们能够应用之前关于隐含波动率水平和偏差的结果(见Al\'os和Shiraya[5]和Al\'os,Le\'on和Vives[4])。我们的结果提供了一种基于Malliavin演算技术的方法来估计短期水平和倾斜的ATMI率。
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2022-6-10 10:08:42
特别是,我们将看到,如果Dsσr=O(s- r) H类-,对于一些H∈, 0, ATMI水平和偏斜为O((T)H)级-)对于RV选项,顺序为O(1),对于VIX选项。此外,我们开发了一种易于应用的标准来确定随机波动率模型的类别,如在实际市场数据中观察到的,相应的波动率偏差为正。这个简单的工具允许我们检查,对于Heston模型,VIX偏斜为负,而对于SABR,VIX偏斜为零,而使用“混合对数法线”解决方案,VIX偏斜变为正。这与之前的结果一致(见Baldeaux和Badran【7】和Bergomi【16】)。波动率指数期权和期货在行业和学术研究中都越来越受欢迎(例如,见[11]和[27])。我们发现,我们与Bergomi【16】和De Marco【17】(在粗略波动性背景下)的长期结果结合了必要条件,以正向方差形式生成具有正VIX偏斜的模型。具体而言,命题18为两位作者所涵盖的一大系列模型提供了这样的条件。此外,我们发现,我们的渐近公式可以精确逼近长达6个月的到期日,这有助于理解波动率指数和标准普尔500指数的联合动态,Guyon[22]也使用不同的方法进行了分析。本文的组织结构如下。在第二节中,我们介绍了Malliavin微积分的一些基本概念。第3节致力于研究基础a的奇异期权价格与普通期权价格的一致性,其中基础isa随机波动率模型的波动率由过程a的Malliavin导数确定。因此,在第4节中,我们获得了ATMI水平和偏斜的结果。在第5节中,我们将介绍一系列模型,这些模型将在后续章节中使用。
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