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2022-06-10
英文标题:
《Leave-One-Out Least Square Monte Carlo Algorithm for Pricing American
  Options》
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作者:
Jeechul Woo, Chenru Liu, Jaehyuk Choi
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最新提交年份:
2020
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英文摘要:
  The least square Monte Carlo (LSM) algorithm proposed by Longstaff and Schwartz (2001) is widely used for pricing American options. The LSM estimator contains undesirable look-ahead bias, and the conventional technique of removing it necessitates doubling simulations. We present the leave-one-out LSM (LOOLSM) algorithm for efficiently eliminating look-ahead bias. We also show that look-ahead bias is asymptotically proportional to the regressors-to-simulation paths ratio. Our findings are demonstrated with several option examples, including the multi-asset cases that the LSM algorithm significantly overvalues. The LOOLSM method can be extended to other regression-based algorithms improving the LSM method.
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中文摘要:
Longstaff和Schwartz(2001)提出的最小二乘蒙特卡罗(LSM)算法被广泛用于美式期权定价。LSM估计器包含不希望的前瞻偏差,而消除该偏差的传统技术需要加倍模拟。为了有效地消除前瞻性偏差,我们提出了一种留一LSM(LOOLSM)算法。我们还表明,前瞻偏差与回归器与模拟路径的比率渐近成正比。我们的发现通过几个选项示例进行了演示,包括LSM算法明显高估的多资产案例。LOOLSM方法可以扩展到其他基于回归的算法,以改进LSM方法。
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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: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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一级分类:Statistics        统计学
二级分类:Machine Learning        机器学习
分类描述:Covers machine learning papers (supervised, unsupervised, semi-supervised learning, graphical models, reinforcement learning, bandits, high dimensional inference, etc.) with a statistical or theoretical grounding
覆盖机器学习论文(监督,无监督,半监督学习,图形模型,强化学习,强盗,高维推理等)与统计或理论基础
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2022-6-10 21:25:27
留一个美国期权定价的最小二乘蒙特卡罗算法伊利诺伊大学香槟分校Jeechul WoodDepartment of Mathematics,University of Illinois Urbana Champaign,jcw@illinois.eduChenru斯坦福大学管理科学与工程系,liucr@stanford.eduJaehyukChoi*北京大学汇丰商学院,jaehyuk@phbs.pku.edu.cnTheLongstaff和Schwartz(2001)提出的最小二乘蒙特卡罗(LSM)算法被广泛用于美式期权定价。LSM估计器包含不希望的前瞻偏差,而消除它的传统技术需要加倍模拟。为了有效地消除前瞻性偏差,我们提出了一种留一LSM(LOOLSM)算法。我们还表明,前瞻偏差与回归器与模拟路径的比率呈渐近比例关系。我们的发现通过几个OptionExample进行了演示,包括LSM算法明显高估的多资产案例。LOOLSMmethod可以扩展到改进LSM方法的其他基于回归的算法。关键词:美式期权、最小二乘蒙特卡罗、Longsta off–Schwartz算法、前瞻性偏差、遗漏一出交叉验证1。引言1.1。背景具有早期锻炼功能的衍生品很受欢迎,其中美国和百慕大风格的衍生品是最常见的类型。尽管如此,在没有封闭式解决方案的情况下,这些期权的定价是一个困难的问题,即使是在对单一资产的美式期权进行估值的最简单情况下也是如此。因此,研究人员开发了各种数值方法来定价,这些方法大致分为两类:基于晶格的方法和基于模拟的方法。在基于格的方法中,通过使用合适的边界条件和相邻点之间的数学关系对格中每个点的期权进行估值,在状态空间中的稠密格上进行定价。
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2022-6-10 21:25:30
示例包括有限差分方案(Brennan和Schwartz 1977)、二叉树(Cox et al.1979)及其多维推广(Boyle1988、Boyle et al.1989、He 1990)。众所周知,这些方法在低维问题中效果很好。然而,它们在高维环境中变得不切实际,主要是因为对应的authorWoo、Liu和Choi:Leave One Out最小二乘蒙特卡罗(LOOLSM)算法晶格大小随着状态变量数量的增加呈指数增长。这种现象通常被称为维度诅咒。在基于模拟的方法中,价格计算为期权价值过模拟路径的平均值,每个路径代表了状态变量相对于风险中性度量的未来实现。虽然这类方法不受维度的挑战,但它们需要找到最佳的练习规则。一些基于模拟的方法提出了各种方法来估计作为条件期望的连续值。他们通过求解一个动态规划问题来计算期权价格,而贝尔曼方程本质上是连续值和行使值之间的比较。随机树方法(Broadie和Glasserman 1997)估计树的每个节点的连续值作为其子节点的平均贴现期权值。这种非参数化方法是最通用的类型,但其使用范围有限,因为树的大小在练习次数上仍呈显著增长。随机网格方法(Broadie和Glasserman 2004)通过使用网格结构克服了这个问题,其中下一次运动时间的所有状态都是当前运动时间任何状态的子级。
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2022-6-10 21:25:34
条件期望值计算为儿童的加权平均值,其中权重由似然比确定。基于回归的方法(Carriere 1996、Tsitiklis和Van Roy 2001、Longstaff和Schwartz 2001)使用回归技术估计模拟路径的连续值。这些方法在计算上易于处理,因为它们不仅在模拟路径的数量上是线性的,而且在练习次数上也是线性的。在基于回归的方法中,Longsta off和Schwartz(2001)提出的最小二乘蒙特卡罗(LSM)算法因其简单高效而最受欢迎。Fu等人(2001)和Glasserman(2003)对基于模拟的方法的实现和比较进行了全面的回顾。LSM方法对于可赎回结构性票据的定价至关重要,因为可赎回结构性票据的息票对其他基础资产(如股票价格、外汇汇率和基准利率掉期)具有复杂的依赖性。发行票据的金融机构是百慕大提前赎回票据期权的有效买家。相反,投资者,无论是个人投资者还是机构投资者,都是期权的有效卖方。与结构相同的不可赎回票据相比,它们以增强器字段的形式获得溢价。由于标的资产以及收益率曲线期限结构需要多因素模型,因此在此类票据的定价和风险管理中,不可避免地使用蒙特卡罗模拟和LSM方法。与之前对该主题的许多研究一样(Kolodko和Schoenmakers 2006,Beveridgeet al.2013),本研究是在可赎回结构化票据的背景下进行的。Woo、Liu和Choi:去掉一个最小二乘蒙特卡罗(LOOLSM)算法1.2。
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2022-6-10 21:25:37
LSM方法中的偏差在基于模拟的方法中,包括LSM方法,有两个主要的偏差来源,其方向相反。由于该方法采用了各种近似方法,低侧偏倚与次优运动决策有关。例如,在LSM方法中,有限基础函数不能完全表示条件支付函数。由此产生的行权政策偏离了最佳行权政策,因此导致了较低的期权价格。因此,它也被称为次优偏差。高侧偏倚来自于对行使决策和支付估值使用一个模拟集。正如Broadie和Glasserman(1997)所解释的,这种做法在运动决策和未来报酬之间建立了一种切实的正相关关系;当模拟中的未来收益较高(较低)时,算法更有可能继续(练习)。出于这个原因,它被称为前瞻或预见偏见。LSM估计同时具有低偏和高偏;因此,Glasserman(2003)将其称为交错估计量。文献中的其他模拟估计器通常是低偏差或高偏差的。例如,Broadie和Glasserman(1997)仔细构造了低偏估计和高偏估计,以形成真实期权价格的置信区间。在可赎回票据市场中,前瞻性偏差比次优偏差更危险,且前瞻性偏差与次优偏差的混合是LSM估值器的一个显著缺陷。这与买方(金融机构)扮演做市商和定价者的角色密切相关。由于买家必须进行风险管理并以最佳方式行使期权,因此他们通常使用LSM方法。卖方(投资者)通常将票据持有至到期,无需对冲,因此对准确估值不太敏感。
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2022-6-10 21:25:41
从买家的角度来看,前瞻性偏差是很有可能的,因为它错误地反映了他们支付的期权溢价。无论期权的delta套期保值效果如何,当头寸接近到期或提前行使时,由于那时没有更多的未来可供研究,前瞻性偏差所赋予的期权价值将收缩至零。相反,次优偏差是良性的。虽然它降低了期权价值,但在次优行权政策下通过增量对冲实现的收益与降低的期权价值一样多。简言之,期权买家得到了他们所付出的。次优偏好的唯一缺点是买家会输给出价更高(更优)期权溢价的竞争对手。因此,买家倾向于使用低偏差估值器,以确保他们支付的溢价低于真实价值。然而,LSM方法中混合的前瞻性偏差使得买家很难做出保守的估价。消除前瞻性偏差的标准技术是通过使用额外的独立蒙特卡罗路径集来计算运动决策,从而消除运动决策与模拟支付之间的相关性。虽然这种双过程方法消除了前瞻性偏差,但其代价是计算成本翻倍,这已经很重了,因为Woo、Liu和Choi:去掉一个最小二乘蒙特卡罗(LOOLSM)算法随机过程的模拟通常需要时间离散的Euler格式。LSM估计器的设计包括了两个方向上的偏差,其主要目的是保持计算效率,而不是通过部分设置这两个偏差来提高精度。此外,Longsta off和Schwartz(2001)声称,通过提出一个用两次模拟辅助证据测试的单一资产认沽期权案例,LSM估值器的前瞻性偏差可以忽略不计。
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