債券

短期利率模型的風險中性度量

  • October 20, 2017

眾所周知,所有的仿射期限結構模型都是 HJM 模型的成員。在 HJM 模型下,無論是遠期利率過程還是債券演化過程,都有一個獨特的風險中性度量。因此,模型是完整的。但是,在 Vasicek、CIR 模型等短期利率模型中沒有唯一的風險中性度量(該度量由參數 lambda 調整)。因此,模型是不完整的。

問題是:如何分別證明遠期利率模型 (HJM) 和短期利率模型 (Vasicek) 中是否存在獨特的風險中性度量?有什麼矛盾嗎?

Vasicek 和其他短期利率模型只是“不完整”,直到它們被校準到市場數據。如果利率實際上遵循 Vasicek 過程,那麼從歷史數據估計“現實世界”參數並從收益率曲線計算“風險中性”參數將是微不足道的。在這種情況下,HJM 和 Vasicek 模型只是看待同一件事的兩種方式:沒有矛盾。HJM 是 Vasicek 非常適合的模型“家族”。

當然,很容易看出 Vasicek 模型實際上並不適合經驗收益率曲線。在這種情況下,HJM 模型將不同意 Vasicek 模型,因為 HJM 完全符合初始期限結構。

對於短期利率的任何給定過程 $ {r_t,, t >0} $ ,當時的價格 $ t $ 到期的零息債券 $ T $ , 在哪裡 $ t\le T $ , 是(誰)給的

$$ \begin{align*} P(t, T) = E\left(e^{-\int_t^T r_s ds},\big|, \mathcal{F}_t\right). \end{align*} $$ 因此 $ t\le T $ , $$ \begin{align*} \frac{P(t, T)}{e^{\int_0^tr_s ds}} = E\left(e^{-\int_0^T r_s ds},\big|, \mathcal{F}_t\right) \end{align*} $$ 是風險中性測度下的鞅,我們可以假設 $ r_t $ 已在風險中性度量中定義。 對於遠期匯率 $ f(t, T) $ ,我們注意到 $ r_t = f(t, t) $ 和

$$ \begin{align*} P(t, T) = e^{-\int_t^T f(t, u)du}. \tag{1} \end{align*} $$ 我們假設 $ f(t, T) $ 在風險中性測度下,遵循 HJM 模型,即 $$ \begin{align*} df(t, T) = \alpha(t, T) dt + \sigma(t, T) dW_t, \end{align*} $$ 在哪裡 $ {W_t, , t \ge 0} $ 是標準布朗運動。從 $ (1) $ , $$ \begin{align*} d\ln P(t, T) &= f(t, t) dt -\int_t^T df(t, u) du\ &=r_t dt - \left(\int_t^T \alpha(t, u) du\right)dt - \left(\int_t^T \sigma(t, u) du\right)dW_t. \end{align*} $$ 然後 $$ \begin{align*} \frac{dP(t, T)}{P(t, T)} &= \frac{1}{P(t, T)}d\left(e^{\ln P(t, T)} \right)\ &=\frac{1}{P(t, T)}\left(e^{\ln P(t, T)} d\ln P(t, T) + \frac{1}{2}e^{\ln P(t, T)} d\langle \ln P, \ln P\rangle_t\right)\ &=\left(r_t - \int_t^T \alpha(t, u) du +\frac{1}{2}\left(\int_t^T \sigma(t, u) du\right)^2 \right)dt - \left(\int_t^T \sigma(t, u) du\right)dW_t. \end{align*} $$ 注意,在風險中性測度下,漂移項 $ dP(t, T) $ 是 $ r_t $ . 那是, $$ \begin{align*} \int_t^T \alpha(t, u) du = \frac{1}{2}\left(\int_t^T \sigma(t, u) du\right)^2. \end{align*} $$ 最後, $$ \begin{align*} \alpha(t, T) = \sigma(t, T)\int_t^T \sigma(t, u) du. \end{align*} $$

引用自:https://quant.stackexchange.com/questions/32542