布朗運動

對相關股票價格建模的正確選擇是什麼?

  • June 30, 2018

假設我們對模擬感到滿意 $ n $ 股票作為幾何布朗運動(GBM)。但是假設我們也希望價格是相關的。

當我四處尋找如何構造相關路徑時,典型的策略是生成具有特定相關性的布朗運動路徑,然後使用這些路徑來構造 GBM。

然而,我的計算(和模擬)表明,GBM 的相關性與基礎布朗運動的相關性不同,並且隨著時間的推移,GBM 的相關性趨於無窮大。從建模的角度來看,這對我來說沒有多大意義。

所以總而言之,使用相關布朗運動來建構 GBM 是否合理,或者在建模方面以某種方式建構具有恆定和指定相關係數的 GBM 路徑是否更有意義?

還是我只是搞砸了分析?

如果有不清楚的地方,請告訴我。謝謝。

編輯: 我了解如何創建布朗運動的相關路徑,特別是使用 Cholesky 分解。這是我所知道的:

說 $ \Sigma $ 是一個相關矩陣,並且 $ LL^T $ 是它的 Cholesky 分解。讓 $ B(t) $ 是 $ d $ 維布朗運動。然後 $ L B(t) $ 也是 $ d $ 維布朗運動和 Corr $ (B_i(t),B_j(t)) = \rho_{ij} $ , 在哪裡 $ \rho_{ij} $ 是個 $ (i,j) $ 相關矩陣的元素 $ \Sigma $ .

$$ X_i(t) = \mu_iX_i(t)dt + \sigma_i X_i(t)[LB(t)]_i $$ 在哪裡 $ [LB(t)]_i $ 是個 $ i^\text{th} $ 的元素 $ LB(t) $ . 既然我們知道 $ [LB(t)]_i $ 是布朗運動,我們知道 $ X_i(t) $ 是幾何布朗運動。 問題來了: 讓我們看看 Corr $ (X_i(t),X_j(t)) $ . 我們可以在這裡使用結果來獲取 Cov $ (X_i(t),X_j(t)) $ . 它說

$$ \text{Cov}(X_i(t),X_j(t)) = X_i(0)X_j(0)e^{(\mu_1+\mu_2)t}\left(e^{\rho_{ij} \sigma_i\sigma_j}-1\right) $$ 要獲得 GBM 路徑的相關性,請使用上述事實和

$$ \text{Var}(X_i(t))=X_i(0)^2 e^{2\mu_i t}\left(e^{\sigma_i^2 t}-1\right) $$ 因此我們有

$$ \text{Corr}(X_i(t),X_j(t)) = \frac{e^{\rho_{ij}\sigma_i\sigma_j t}-1}{\sqrt{\left(e^{\sigma_i^2t}-1\right)\left(e^{\sigma_j^2t}-1\right)}} $$ 然後(我很確定這總是正確的)

$$ \lim_{t\to\infty}\text{Corr}(X_i(t),X_j(t)) = \begin{cases} 1, i=j\ 0, i\neq j \end{cases} $$ 至少對我來說,這不是我們想要的。我們寧願讓相關性保持不變。

讓我們嘗試通過使用獲得相關的 GBM

$$ L X_t $$ 在哪裡 $ X_t $ 是 $ d $ 維GBM,並且一維分量是獨立的。這裡的問題是我不認為 $ L X_t $ 是GBM。換句話說,獨立GBM的總和不是GBM。我們可以嘗試採用相關 GBM 的乘積,但我還沒有走這條路。在我這樣做之前,我想發布這個問題。

模擬相關隨機數的標準方法是通過 Cholesky 分解(參見例如關於 Cholesky 分解的 Wikipedia)。

如需更具體的答案,請提供有關您的方法的更多資訊。

使用相關布朗運動(維納過程)來建構 GBM 應該會導致那些 GBM 具有與所使用的布朗運動相同的相關結構。

這裡有關於如何建構相關布朗運動的答案,如果您希望看到更多分析,請點擊這裡

**更新:**至於分析,我可以看到一個錯誤在哪裡 $ t $ 在您的共變異數定義中被刪除。它應該是

$$ \text{Cov}(X_i(t),X_j(t)) = X_i(0)X_j(0)e^{(\mu_1+\mu_2)t}(e^{\rho_{ij}\sigma_i\sigma_j{\color{red}t}}-1), $$ 其中缺少的術語用紅色標記。

引用自:https://quant.stackexchange.com/questions/31314