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Simulación del modelo Heston, ¿la mejor referencia?

Actualmente estoy experimentando con varias implementaciones para simular el modelo estándar de Heston. \begin {eqnarray*} dS_t &=& \mu S_t \N, dt + \sqrt {v_t} \cdot S_t \N, dW_t^S \\ dv_t &=& \kappa ( \theta - v_t) \N, dt + \xi \cdot \sqrt {v_t} \N - dW_t^v, \end {eqnarray*} donde la correlación entre los movimientos brownianos es $\rho$ .
Sin embargo, estoy luchando por encontrar un artículo de referencia decente con una implementación que sea precisa para todas las opciones de valores de los parámetros.

Por ejemplo, he implementado el método descrito en el artículo "A Simple and Exact Simulation Approach to Heston Model" de J. Zhu. Tiene la ventaja de ser muy fácil de aplicar y de entender. También da buenos resultados incluso para valores altos del parámetro de correlación. También es muy rápido.

Sin embargo, cuando el "vol-vol", $\xi$ es grande y la condición de Feller $2 \kappa \theta > \xi^2$ es violado por un gran margen, el método falla. Los precios de las opciones parecen ser demasiado grandes en general. La razón de que esto ocurra no es demasiado difícil de entender. El método de Zhu se basa en un procedimiento de ajuste de momentos para el proceso de volatilidad. Cuando $\xi$ es demasiado grande las ecuaciones que hay que resolver para que los momentos coincidan carecen de solución. Los autores "solucionaron" esto rebajando a cero un valor negativo. Si los valores son sólo ligeramente negativos el efecto de esto no debería ser demasiado malo, pero para valores negativos más grandes el error debería ser significativo, que es exactamente lo que se ve para valores más grandes $\xi$ .

¿Cuál es el estado actual de la técnica en cuanto a la simulación del método Heston? ¿Existen buenas referencias que se puedan señalar? Lo más importante para mí es que el método produzca resultados al menos decentemente precisos. Después, es preferible un método más rápido. La sencillez de la aplicación es lo tercero.

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Stephane Puntos 131

Este enlace presenta varios esquemas de discretización para Heston: https://www.degruyter.com/view/journals/math/15/1/article-p679.xml

Por ejemplo, Milstein es muy popular.

Una alternativa al esquema de discretización de Euler para el modelo de Heston es el método de discretización de segundo orden. El sistema de SDE bajo la medida de riesgo neutral \begin {eqnarray*} dS_t &=& r S_t \N, dt + \sqrt {v_t} S_t \N, dW_t^S \\ dv_t &=& \kappa ( \theta - v_t) \N, dt + \sqrt {v_t}( \xi_1\ dW_t^S+ \xi_2 \N - dW_t^v), \end {eqnarray*} se discretiza de la siguiente manera: \begin {eqnarray*} dS_{i+1} &=& S_i \left (1+rh+ \sqrt {v_i} \Delta W^S \right )+ \frac {1}{2}r^2S_ih^2 \\ &+& \left ( \left [r+ \frac { \xi_1 - \kappa }{4} \right S_i \sqrt {v_i}+ \left [ \frac { \kappa\theta }{4}- \frac { \xi ^2}{16} \right ] \frac {S_i}{ \sqrt {v_i}} \right ) \Delta W^Sh \\ &+& \frac {1}{2}S_i \left (v_i+ \frac { \xi_1 }{2} \right )(( \Delta W^S)^2-h)+ \frac {1}{4} \xi_2S_i ( \Delta W^v \Delta W^S+ \varepsilon ) \\ v_{i+1} &=& \kappa\theta h+(1- \kappa h)v_i + \sqrt {v_i}( \xi_1\Delta W^S+ \xi_2\Delta W^v)- \frac {1}{2} \kappa ^2( \theta -v_i)h^2 \\ &+& \left ( \left [ \frac { \kappa\theta }{4}- \frac { \xi ^2}{16} \right ] \frac {1}{ \sqrt {v_i}} - \frac {3 \kappa }{2} \sqrt {v_i} \right )( \xi_1\Delta W^S+ \xi_2\Delta W^v)h \\ &+& \frac {1}{2} \xi_1 ^2(( \Delta W^S)^2-h)+ \frac {1}{4} \xi_2 ^2(( \Delta W^v)^2-h)+ \frac {1}{2} \xi_1\xi_2\Delta W^S \Delta W^v \end {eqnarray*} donde $\xi^2 = \xi_1^2+\xi_2^2$ y $$\varepsilon = \begin{cases} h, & \mbox{with prob. } \frac{1}{2} \\ -h, & \mbox{with prob. } \frac{1}{2} \end{cases}$$ $\varepsilon$ y $\Delta W^S$ siendo independientes. Se puede considerar tomar el valor absoluto de $v_i$ .

Este esquema puede utilizarse, por ejemplo, fijando $h=\frac{T}{n}$ con varios tamaños de muestra $n$ y 1e+06 repeticiones para cada $n$ . Se sabe que este método produce un menor sesgo de estimación, pero tiene una convergencia ligeramente peor

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Gracias, lo pondré en práctica como referencia. Lo más importante para mí es que se pueda confiar en que está libre de sesgos, o lo suficientemente cerca. Conozco el esquema exacto de Broadie-Kaya, que teóricamente está libre de sesgos. Pero parece ser muy intensivo en cálculos y probablemente bastante lento. He implementado el esquema QE de Andersen con correcciones de martingala que parece bastante bueno en la mayoría de los casos. Parece un poco peor cuando el vol-vol es grande y la correlación es positiva.

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También se podría intentar afinar el esquema Crack-Nicholson, pero creo que el método de 2º orden es muy bueno en términos de error de sesgo. En el libro de Glaserman se pueden encontrar aún más detalles. Otro enfoque sería simular el método del coseno para Heston. Por favor, hazme saber cómo te va con ello y si estás contento, no dudes en aceptar esta respuesta.

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btelles Puntos 153

A continuación se presentan algunas referencias a los esquemas de simulación del estado del arte del modelo Heston. A grandes rasgos, hay dos líneas de algoritmos: Discretización del tiempo v.s. exacto esquemas.

Esquemas de discretización temporal:

  • El método QE de Andersen (2008)
  • La aproximación gaussiana inversa de Tse y Wan (2013)

El coste de cálculo para saltar un paso es barato en esta línea de métodos, pero hay que hacer múltiples saltos (con un paso de tiempo pequeño) para controlar el error. Por lo tanto, son más adecuados si se necesita la serie temporal de precios (es decir, la trayectoria) como en la fijación de precios de opciones dependientes de la trayectoria (por ejemplo, asiáticas o de barrera).

Véase Van Haastrecht & Pelsser (2010) para la comparación de resultados. Proponen sus propios métodos, pero la conclusión es que el método QE es prácticamente el mejor. Tse & Wan (2013) es relativamente nuevo. El coste de un salto es mayor que el de QE, pero es más preciso, por lo que no se necesitan tantos saltos como en QE. Así, el coste global puede ser menor.

Esquemas de simulación exacta:

  • El esquema original de simulación exacta de Broadie y Kaya (2006).
  • La expansión de la serie Gamma de Glasserman y Kim (2011).

Estos son más adecuados cuando sólo te importa el precio del terminal (no la trayectoria). En estos métodos, se puede saltar cualquier paso de tiempo, aunque con un alto coste de cálculo. Con respecto a esta línea, lea otro post mío

Referencias:

Finanhelp.com

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