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2022-06-23
英文标题:
《Multivariate stable distributions and their applications for modelling
  cryptocurrency-returns》
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作者:
Szabolcs Majoros and Andr\\\'as Zempl\\\'eni
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最新提交年份:
2018
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英文摘要:
  In this paper we extend the known methodology for fitting stable distributions to the multivariate case and apply the suggested method to the modelling of daily cryptocurrency-return data. The investigated time period is cut into 10 non-overlapping sections, thus the changes can also be observed. We apply bootstrap tests for checking the models and compare our approach to the more traditional extreme-value and copula models.
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中文摘要:
在本文中,我们将已知的拟合稳定分布的方法推广到多元情况,并将所建议的方法应用于每日加密货币回报数据的建模。所调查的时间段被划分为10个不重叠的部分,因此也可以观察到变化。我们应用引导测试来检查模型,并将我们的方法与更传统的极值和copula模型进行比较。
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分类信息:

一级分类:Statistics        统计学
二级分类:Applications        应用程序
分类描述:Biology, Education, Epidemiology, Engineering, Environmental Sciences, Medical, Physical Sciences, Quality Control, Social Sciences
生物学,教育学,流行病学,工程学,环境科学,医学,物理科学,质量控制,社会科学
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Statistical Finance        统计金融
分类描述:Statistical, econometric and econophysics analyses with applications to financial markets and economic data
统计、计量经济学和经济物理学分析及其在金融市场和经济数据中的应用
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2022-6-23 19:20:39
多元稳定分布及其在加密货币收益建模中的应用*a、 bE"otv"os Loránd大学数学研究所,概率论与统计系,布达佩斯,Hungaryabstract本文我们将已知的用于拟合稳定分布的方法扩展到多元情况,并将建议的方法应用于每日加密货币回报数据的建模。所调查的时间段被划分为10个不重叠的部分,因此也可以观察到变化。我们使用bootstraptests来检查模型,并将我们的方法与更传统的极限值和copula模型进行比较。MSC代码:62P05、62H12、62F401简介对加密货币的价格波动进行建模,加密货币的行为相当不稳定,提供了在短期内获得巨大收益的机会,以及类似损失的可能性是一个重大挑战,对潜在投资者和理论家来说都非常有兴趣。人们可能会发现一些初步的、以描述性统计为基础的计算,如[1]。可用的数据量并不巨大,但对于一些初步的二维或三维建模来说可能已经足够了。重尾分布的单变量建模有一些标准方法:极值分布可用于通过块极大值或超过阈值的峰值模型的收益和损失的单独模型(参见Pickands,[18],*联系人zempleni@caesar.elte.huorEmbrechts等人[7]的总结工作以及其中的参考文献)。然而,两条尾巴的联合模型绝对是首选。这同样适用于多变量方法,早期研究见Coles和Tawn【6】。
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2022-6-23 19:20:43
一个标准的copula模型——例如尼尔森(Nelsen)[12]中的一个模型——看起来很吸引人,但同样,这些参数族可能不适合捕捉加密货币之间不寻常的依赖关系。非参数copula估计并不比我们提出的方法简单,但没有多元稳定分布的理论背景。稳定分布是一类丰富的概率分布。Paul Lévy是第一个研究此分布族的人,他证明了广义中心极限定理,这为其在建模中的应用提供了理论背景([8])。这一应用可以追溯到Benoit Mandelbrot,他用稳定分布来模拟棉花价格变化。从那时起,许多其他研究发表在这一主题上。佐洛塔列夫(Zolotarev)的许多论文进一步发展了这一理论(见例[24])。最新的著作是J.P.Nolan写的[16]。本文的结构如下:首先,我们定义了多元稳定分布,并在第1.1节中展示了它们最重要的性质。在第2节中,我们介绍了他们的参数估计方法,首先是单变量的,然后是双变量的。这个问题相当具有挑战性,因为它们的密度函数没有闭合形式。我们还提出了一种新的通用估计方法,适用于高维。在第3节中,我们将我们的方法应用于令人兴奋的新金融工具,即三种最重要加密货币的每日对数收益。在第4节中,我们将这些结果与更传统的建模工具(如广义帕累托分布或Opulas)进行了比较,并对本文进行了简短的总结。1.1稳定分布以下对稳定分布的介绍基于【16】。
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2022-6-23 19:20:46
根据定义,一个双变量随机变量X是稳定的,如果是任何正的a,b∈ R、 有积极的c和D∈ 因此,FaX+bX=FcX+d,其中随机变量X,X和X是i.i.d。我们可能熟悉正态分布的这个性质,因为它也是稳定分布族的一员。在单变量情况下,分布由四个参数描述:指数α∈ (0,2),偏度β∈ [-1,1],标度γ>0,位移δ∈ R、 通常的分布概念是S(α,β,γ,δ)。一般来说,它们的密度函数没有闭合形式,除了一些特殊情况:众所周知的正态分布、Cauchy和Lévy分布。它们通过其特征函数描述如下:Д(t)=经验值-γα| t |α(1+iβtanπα·sign t)(|γt | 1-α- 1) +iδtα6=1exp- γ| t|1+iβπ符号t·log(γ| t |)+ iδtα = 1.稳定分布总是绝对连续和单峰的。稳定分布有一些不同的参数化。上述表格称为Srepresentation,这是一种主要用于统计建模的表格,因为参数的解释很容易。我们可以确定已知的特例:S(2,0,γ,δ)给出正态分布n(δ,2γ)。S(1,0,γ,δ)是柯西分布,对于α=0.5和β=1,我们得到了莱维分布。稳定分布最有趣的特性之一是,对于α<2,只有l<α矩是有限的。如果β=0,则分布相对于δ对称。
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2022-6-23 19:20:50
此外,如果α接近2,则β对偏度没有太大影响。这很容易从特征函数中看出,如果我们替换α=2,特征函数中βtanπα的值将为0,因此β不起任何作用。-4.-2 0 2 40.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5特殊稳定分布的密度函数xf(x)NormalCauchyLévyFigure 1:特殊稳定分布我们可以用与正态分布相同的方法标准化分布。通过将稳定的S(α,β,γ,δ)r.v.除以γ并减去δ,分布将为S(α,β,1,0),其可表示为S(α,β)。这使得分布族在实际使用中非常灵活。现在让我们来看看多变量情况。这里的稳定分布族是非参数的,如下特征所示。1.1. 定理。设∧为Sd的有限度量,其中Sd=s∈ Rd:ksk=1, 单位球的表面。这种度量称为光谱度量。d维变量X是稳定的,用X表示~ S(α,λ,δ),其中0<α≤ 2和δ∈ Rd,if且仅当其特征函数为φX(t)=exp时{-IX(t)+itTδ},其中IX(t)=ZSdψtTs;α∧(ds)和ψ(u;α)=|u |α1.- i tanπα·符号uα6=1 | u |(1+iπ符号u·log | u |)α=1。函数IX(t)确定分布的形状,δ是位置向量。正如我们所看到的,α和δ基本上与单变量情况下保持相同,而β和γ则不一样。相反,度量值∧接管了它们的角色。此外,这一指标决定了分布的依赖结构,这使得模型拟合更加复杂,因为其非参数估计不可行。因此,我们在后面提出了一个参数模型,其中∧是离散的,更确切地说∧集中在一定数量的点上。
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2022-6-23 19:20:52
在这种情况下,测量值可以写成∧(·)=nXi=1λiδsi(·),其中λi是集中在质量的δs点上的权重,si∈ Sd。对于离散∧,X的特征函数简化为以下形式:Д*(t) =经验值(-nXi=1ψ(tTsi;α)λi+itTδ)。(1) 这个分布族还有一个重要的性质,即其坐标的线性组合的稳定性。1.2. 提议如果X是d维稳定且0<α≤ 2,那么对于每个u∈ RduTX=uX+…+UDXD是一个单变量稳定随机变量,具有相同的α。我们注意到一元变量uTX~ S(α,β(u),γ(u),δ(u)),完全确定性,从下一个定理可以看出。1.3. 定理。设为uTX~ S(α,β(u),γ(u),δ(u))。那么,确定X的参数函数可以写成以下形式:γ(u)=ZSd | uTs |α∧(ds)1/α(2)β(u)=γ(u)-αZSd | uTs |αsign(uTs)∧(ds)(3)δ(u)=uTδα6=1uTδ-πRSduTs·log|uTs公司|∧(ds)α=1。(4) 使用这些,可以将IX(t)写入asIX(t)=γα(t)(1- iβ(t)tanπα)α6=1γ(t)(1- iδ(t))α=1。(5) 这些性质之间的联系使我们有机会使用单变量投影确定多变量分布,并更容易地进行计算。这些是估算程序的基础,我们可以在第2节中看到。有一些特殊的多元稳定分布值得一提,即使它们在估计过程中不会显式出现。1.4. 提议如果X的分量=(X,X。
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