不确定波动率下期权定价的数值方法研究

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在以股票为标的资产的期权中,波动率微笑普遍存在,经典的常数波动率假设不再适合。对于波动率本身的运动规律,由于不同研究员的出发点和使用工具的不同,会得到不同的结论,故没有统一的或者较公认的结论。而波动率对期权定价的影响是显著的。本文假设波动率处于一定的区间,不去过多的考虑波动率结构,对标的资产价格带跳扩散过程的亚式期权进行定价。在波动率区间σ∈[σmin,σmax]假设下,考虑不同的风险偏好,标的资产价格带跳扩散过程,使用HJ8方法构造出亚式期权的价值方程。即使在非常简单的假设条件下,满足经典偏微分方程的亚式期权所,其解析解也是不存在的,所以本文采取偏微分方程的数值方法进行求解。对方程的不同结构部分,采取不同的数值计算策略:使用semi-Lagrangian方法来降低方程维度,用离散的相关积分法来处理偏微分方程中的积分项,而美式风格部分则采取通用的惩罚函数法。剩余的对流扩散部分,出于理论证明的需要使用了较普通的差分方法,选择的差分格式需保证系数矩阵的M矩阵特性。在时间方面,证明了全隐格式和混合格式是无条件稳定的,并给出了C-N格式的稳定性条件。为求解相关的非光滑非线性方程,构造了一种有效的迭代方法。同时进行了若干个数值实验,得到了与理论分析吻合的理想实验结果。通过波动率区间假设,得到了一个期权价值的可能性区间。常数波动率假设下,对应的期权价值不能到达区间端点。期权的价格区间,可以为投资者提供决策依据。因为波动率是一个区间,所以价值也是一个区间。当研究员使用的波动率的所有可能取值落入这个区间时,那么相关计算得到的期权价值也应该落入这个价格区间。
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