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Calibración del modelo de volatilidad estocástica local (LSV) de Heston

El modelo de volatilidad estocástica local (LSV) de Heston tiene la siguiente dinámica: $$dS_{t}=r S_{t} d t+L\left(S_{t}, t\right) \sqrt{V_{t}} S_{t} d W_{t},$$ $$d V_{t}=\kappa\left(\theta-V_{t}\right) d t+\eta \sqrt{V_{t}} d Z_{t},$$ $$d W_{t} d Z_{t}=\rho d t.$$ La función de palanca que $L\left(S_{t}, t\right)$ que garantiza que el modelo LSV reproduce las comillas de las opciones vainilla de un modelo de volatilidad local que satisface la ecuación $$L\left(s, t\right)=\frac{\sigma_{L V}(s, t)}{\sqrt{\mathbb{E}\left[V_{t} \mid S_{t}=s\right]}}.$$ Suponiendo que ya tenemos una superficie de volatilidad local que se comporta bien, para calibrar el modelo LSV de Heston, hay que (1) calibrar el modelo de Heston y (2) calibrar la función de apalancamiento $L\left(S_{t}, t\right)$ . Se han propuesto varios enfoques para la calibración de $L\left(S_{t}, t\right)$ Por ejemplo, resolviendo una EDP de Kolmogorov o métodos de proyección markovianos.

Como se muestra en Gatheral (p. 12), por ejemplo, sabemos que la varianza local puede verse como una expectativa condicional de la varianza instantánea $$\sigma^{2}_{L V}(s, t)=\mathbb{E}\left[V_{t} \mid S_{t}=s\right].$$ Por lo tanto, ¿es correcto decir que otro método para calibrar la función de apalancamiento sería tomar la relación entre las volatilidades locales del modelo LV y las volatilidades locales generadas por el modelo Heston puro? A saber, $$L\left(s, t\right)=\frac{\sigma_{L V}(s, t)}{\sigma_{Heston \, LV}(s, t)}.$$ Gracias de antemano por sus respuestas.

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ir7 Puntos 435

En Dinámica de Heston LSV (HLSV) La igualdad de Gatheral es:

$$ \sigma_{LV}^{HLSV}(S_t,t) = \sqrt{E^{HSLV}\left[V_tL(S_t,t)^2 | S_t \right]} = L(S_t,t)\sqrt{E^{HSLV}\left[V_t | S_t \right]}, $$

como $L(S_t,t)$ es $\sigma(S_t)$ -medible, donde el superíndice $HSLV$ pretende recordarnos cuál es nuestra dinámica con la que empezamos (en particular la función de densidad de probabilidad conjunta para $(S_t,V_t)$ necesario para calcular la expectativa condicional $E\left[V_t | S_t \right]$ ).

Bajo (puro) Dinámica de Heston SV (HSV) ( $L$ se ajusta a la constante $1$ en HSLV), la igualdad de Gatheral es:

$$ \sigma_{LV}^{HSV}(S_t,t) = \sqrt{E^{HSV}\left[V_t| S_t \right]}. $$

Si ambos $\sigma_{LV}^{HLSV}$ y $\sigma_{LV}^{HSV}$ golpeó perfectamente el mercado volatilidad local , $\sigma_{LV}^{mkt}$ calculado a partir del continuo de mercado de los precios de las llamadas mediante la fórmula de Dupire, entonces tenemos:

$$ L(S_t,t)=\frac{\sqrt{E^{HSV}\left[V_t | S_t \right]}}{\sqrt{E^{HLSV}\left[V_t | S_t \right]}} = \frac{\sigma_{LV}^{HSV}(S_t, t)}{\sqrt{E^{HLSV}\left[V_t | S_t \right]}} \left(= \frac{\sigma_{LV}^{mkt}(S_t, t)}{\sqrt{E^{HLSV}\left[V_t | S_t \right]}}\right).$$

(Observamos, por supuesto, que las dos dinámicas tienen niveles muy diferentes de riqueza de parametrización y que los parámetros calibrados $\kappa, \theta, \eta, \rho$ no ser el mismo en los dos modelos, ya que es exactamente la presencia de $L$ que los distorsiona al calibrarlos con los mismos objetivos de mercado).

Si

$$ \sigma_{LV}^{HSV} \not= \sigma_{LV}^{mkt} = \sigma_{LV}^{HLSV} ,$$

la relación anterior falla, pero todavía tenemos

$$ L(S_t,t)=\frac{\sigma_{LV}^{mkt}(S_t, t)}{\sqrt{E^{HLSV}\left[V_t | S_t \right]}}. $$

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