用MATLAB实现以下功能:利用MCMC方法对期权的隐含波动率进行反演。 1、首先给定期权的行权价、标的资产价格、到期时间、无风险利率以及波动率,生成一组模拟数据。 2、假设抽样过程中的建议分步为高斯分布,然后再根据这组模拟数据对隐含波动率进行反演计算, 3、使用迭代过程中的样本均值作为最终的结果,并输出绝对误差随迭代次数的图像。 4、再采用Euler逼近法和Talay逼近法,同样使用样本均值作为最终的结果,通过不断加细时间步长,输出时间步长数与绝对误差的变化趋势。
时间: 2023-12-03 12:43:09 浏览: 76
MCMC-Bayes-python:贝叶斯反演的自适应MCMC方法的Python实现
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首先,我们需要定义所需的参数以及生成模拟数据。假设我们要研究一只股票的欧式看涨期权,其行权价为50,标的资产价格为50,到期时间为1年,无风险利率为0.05,波动率为0.2。我们可以使用Black-Scholes公式生成期权价格,并加入随机误差作为模拟数据。
```matlab
% 定义参数
S0 = 50; % 标的资产价格
K = 50; % 行权价
T = 1; % 到期时间
r = 0.05; % 无风险利率
sigma = 0.2; % 波动率
% 生成模拟数据
N = 10000; % 模拟次数
epsilon = randn(N, 1) * 0.05; % 随机误差
ST = S0 * exp((r - 0.5 * sigma^2) * T + sigma * sqrt(T) * epsilon); % 在T时刻标的资产价格的模拟值
call_price = blsprice(S0, K, r, T, sigma) + epsilon; % 在T时刻期权价格的模拟值
```
接下来,我们可以使用MCMC方法对隐含波动率进行反演。我们可以使用高斯分布作为建议分步,并使用Metropolis-Hastings算法进行抽样。
```matlab
% 定义MCMC参数
N_iter = 1000; % 迭代次数
sigma_proposal = 0.05; % 建议分步标准差
% 初始化MCMC抽样结果
sigma_samples = zeros(N_iter, 1);
sigma_samples(1) = 0.3; % 初始值
% 进行MCMC抽样
for i = 2:N_iter
% 从建议分步中抽样
sigma_proposed = sigma_samples(i-1) + sigma_proposal*randn();
% 计算目标分布的概率密度函数
log_prob_target_old = -0.5*sum((call_price - blsprice(ST, K, r, T, sigma_samples(i-1))).^2) / sigma_samples(i-1)^2;
log_prob_target_new = -0.5*sum((call_price - blsprice(ST, K, r, T, sigma_proposed)).^2) / sigma_proposed^2;
% 计算接受概率
log_alpha = log_prob_target_new - log_prob_target_old;
if log(rand()) < log_alpha
sigma_samples(i) = sigma_proposed;
else
sigma_samples(i) = sigma_samples(i-1);
end
end
```
最后,我们可以计算MCMC抽样得到的样本均值,并绘制绝对误差随迭代次数的图像。
```matlab
% 计算样本均值
sigma_mean = mean(sigma_samples);
% 绘制绝对误差随迭代次数的图像
figure();
plot(abs(sigma_samples - sigma), 'LineWidth', 2);
title('绝对误差随迭代次数的变化图像');
xlabel('迭代次数');
ylabel('绝对误差');
```
接下来,我们可以使用Euler逼近法和Talay逼近法,同样使用样本均值作为最终的结果,并通过不断加细时间步长,输出时间步长数与绝对误差的变化趋势。
```matlab
% 定义Euler逼近法和Talay逼近法的参数
N_time_steps = [10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000]; % 时间步长数
abs_errors_euler = zeros(length(N_time_steps), 1); % Euler逼近法的绝对误差
abs_errors_talay = zeros(length(N_time_steps), 1); % Talay逼近法的绝对误差
% 计算Euler逼近法和Talay逼近法的绝对误差
for i = 1:length(N_time_steps)
N_time_steps_i = N_time_steps(i);
dt = T/N_time_steps_i; % 时间步长
% 使用Euler逼近法计算隐含波动率
ST_euler = S0 * ones(N, 1);
for j = 1:N_time_steps_i
epsilon = randn(N, 1) * sqrt(dt); % 随机误差
ST_euler = ST_euler + r*ST_euler*dt + sigma_mean*ST_euler.*epsilon;
end
call_price_euler = max(ST_euler - K, 0) * exp(-r*T); % 在T时刻期权价格的模拟值
abs_errors_euler(i) = mean(abs(call_price_euler - call_price));
% 使用Talay逼近法计算隐含波动率
ST_talay = S0 * ones(N, 1);
for j = 1:N_time_steps_i
epsilon1 = randn(N, 1) * sqrt(dt);
epsilon2 = randn(N, 1) * sqrt(dt);
ST_talay = ST_talay + r*ST_talay*dt + sigma_mean*ST_talay.*(epsilon1 + 0.5*sigma_mean*(sqrt(dt)-sqrt(dt)*epsilon1).^2);
ST_talay = ST_talay + sigma_mean*ST_talay.*epsilon2;
end
call_price_talay = max(ST_talay - K, 0) * exp(-r*T); % 在T时刻期权价格的模拟值
abs_errors_talay(i) = mean(abs(call_price_talay - call_price));
end
% 绘制时间步长数与绝对误差的变化趋势
figure();
plot(N_time_steps, abs_errors_euler, 'LineWidth', 2);
hold on;
plot(N_time_steps, abs_errors_talay, 'LineWidth', 2);
legend({'Euler逼近法', 'Talay逼近法'}, 'FontSize', 12);
title('时间步长数与绝对误差的变化趋势');
xlabel('时间步长数');
ylabel('绝对误差');
```
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