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¿Cómo crear un proceso estocástico a través de puntos preespecificados?

Quiero crear un proceso aleatorio (cuasi aleatorio) que pase por puntos y restricciones predefinidos. Por ejemplo, tengo una serie de precios diarios pero quiero generar precios intradiarios con las mismas propiedades OHLC.

También estoy explorando la posibilidad de controlar los momentos (media, varianza, sesgo, curtosis, ...) del proceso.

El problema principal aquí es que tengo datos de baja frecuencia (diarios) de los cuales quiero construir datos de alta frecuencia, pasando por todos los puntos de muestreo de baja frecuencia.

10voto

m0j0 Puntos 21

Tengo datos de baja frecuencia (diarios) a partir de los cuales quiero construir datos de alta frecuencia, pasando por todos los puntos de muestreo de baja frecuencia.

Mala idea en mi opinión. Realmente no sé por qué quieres hacer esto (¿qué vas a hacer con los datos generados?). Si es para propósitos de backtesting, es una idea realmente mala porque hay tantos mecanismos que ocurren en HF, no sería realista.

Volviendo a tu pregunta sobre un Proceso Estocástico "restringido". Matemáticamente, la pregunta es la siguiente:

Deja que $\text{OLHC} = \{o,l,h,c\} $ sea la apertura-baja-alta-cierre durante un período $\Delta t$.

Tendrías que crear un proceso $X$ que represente el incremento de un proceso $Y$ tal que $Y_{t+\Delta t}=X_{\Delta t}+Y_t$ con

$X_0=0$

$X_{\Delta t}=c-Y_t=Y_{t+1}-Y_t$

$\max_{s \in \left[0;\Delta t\right]}(X_s)=h-Y_t$

$\min_{s \in \left[0;\Delta t\right]}(X_s)=l-Y_t$

Y esto es bastante complicado de hacer. Creo que no serías capaz de usar un proceso "directo".

La tarea más grande sería asegurarse de que $X$ alcance el máximo y el mínimo. Para hacerlo, podrías intentar "dividir" $X$ en 3 fases representadas por 3 procesos:

  1. ir y alcanzar el máximo
  2. ir y alcanzar el mínimo
  3. llegar al cierre.

Puedes intentar jugar con estos procesos (invertir los dos primeros para randomizar un poco más).

Se ha proporcionado una idea en respuesta (que luego fue eliminada) para un modelo para cada uno de estos tres procesos: un Puente Browniano. Puedes ver el caso general al final del artículo, se ajusta a tus necesidades.

Pero de nuevo, no creo que sea una muy buena idea hacerlo.

4voto

Hazz Puntos 6

Creo que una solución simple es intentar construir un movimiento Browniano $W_t$ a través de puntos conocidos (por ejemplo, $W_0 = W_1 = 0$); también se conoce como un Puente Browniano [ http://en.wikipedia.org/wiki/Brownian_bridge ].

Ver también la pregunta 3 en http://www.math.nyu.edu/faculty/goodman/teaching/StochCalc2012/assignments/assignment4.pdf .

1voto

nosklo Puntos 138

Supongamos que el logaritmo del precio sigue un puente Browniano estándar desde $O$ hasta $C$, alcanzando un máximo de $H$ y un mínimo de $L en el camino. Los caminos se pueden construir con la aplicación del principio de reflexión.

Tomemos primero la tarea más simple de construir caminos Brownianos con la propiedad OHC. Comenzamos con un puente Browniano que conecta el precio de apertura $O$ en el momento de apertura $t=0$ con el precio $2H-C$ en el momento de cierre $t=1$. Entre los caminos construidos, eliminamos aquellos que cruzan por debajo de $H$ desde arriba después de haber cruzado por encima de $H$ desde abajo por primera vez. Para cada camino restante, reflejamos la parte más allá del tiempo de detención del primer cruce de $H$ alrededor de $H.

La tarea original se puede lograr mediante la aplicación repetida y cuidadosa del mismo principio de reflexión. El algoritmo es un poco más complicado. Sin embargo, dividimos todo el camino en subconjuntos disjuntos por la secuencia de tiempos de llegada de $H$ y $L$ entre el punto de apertura $O$ (pongamos el precio de $O$ en $0$ y comenzamos en el tiempo $0$ y terminamos en el tiempo $1$) y el punto de cierre $C$. En la siguiente descripción del algoritmo, voy a sacrificar el rigor en aras de la simplicidad de la descripción --- hasta que alguien haga preguntas y me pida llenar los detalles. Un camino que posea la propiedad requerida comenzará desde $0$ e impactará alternativamente en $H$ y $L para terminar en $C$. Sea $h_k$ el tiempo de detención del camino al golpear el precio de $H$ por $k$-ésima vez después de que el camino golpeó $L$. Por lo tanto, entre $O$ y $C$, el conjunto de secuencias de tiempo de llegada en orden de ocurrencia es $\{(h_1,l_1),(h_1,l_1,h_2),(h_1,l_1,h_2,l_2),...\}$ unido con $\{(l_1,h_1),(l_1,h_1,l_2),(l_1,h_1,l_2,h_2),...\}$.

Los caminos que generan cada secuencia de tiempo de llegada corresponden a un subconjunto de puentes Brownianos que emanan de $0$ y terminan en diferentes puntos de precio $p$ en el tiempo $t=1$ con densidad proporcional a $e^{-p^2}$. Deje que $k$ recorra todos los números naturales. Para $(l_1,h_1,...,l_k,h_k)$, el puente Browniano termina en $p=C-2k(H-L)$; para la sequencia $(l_1,h_1,...,l_k)$ termina en $p=-C-2k(H-L)+2H$; para $(h_1,l_1,h_2,l_2,...,h_k,l_k)$, termina en $p=C+2k(H-L)$; para $(h_1,l_1,h_2,l_2,...,h_k)$ termina en $p=-C+2(k-1)(H-L)+2H$. Entre todos los caminos de puente Browniano así construidos, cualquier camino que golpee cualquier línea de precio en el conjunto $B=\{H+i(H-L): i\in \mathbf Z\}$ por consecutivamente la segunda vez es eliminado.

Ahora dobla o refleja todo lo construido a lo largo de las líneas de precio de $\{H+i(H-L): i\in \mathbf Z\}$. Los caminos así formados son los que se requieren.

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