随机波动率模型下的GMM估计对我国股市的实证分析
一、随机波动率模型概述
(一) Stochastic Volatility Model的定义
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其中为参数。从定义可以看到,SV模型是一个非线性的模型。其作用在于检验是否有随机变化的趋势。显然,如果,则。
如果我们做变换,则,即是一个AR(1)过程。
所以,其实是一个AR(1)过程与维纳过程的组合,且2者之间是相互独立的。其中的参数部分都在中。
Andersen,T.G 和 B.E.Sorensen 在其1996年的文章中,针对SV 模型,推导出了使用GMM方法估计的如下24个矩条件。
即:
,其中,
所以可以通过来估计
(二)随机波动率模型的模拟及其估计
1、我们按照SV模型,产生随机数,给定初始参数为:
,产生的序列长度为3000 。如下图:
2、参数估计
选择计算的方法为迭代,初始值给定为(0, 0.5, 0.5)。其结果为J-test的自由度为21,J-test= 10.50719,P-value= 0.97155,其余参数的估计值如下表:
可以看到,估计值与真实值相差很小,J-test很小,P-value达到0.97155,不能拒绝原假设,再看估计出的三个参数,方差都很小,尤其是Pr(>|t|)显著的小,说明应用GMM方法对模型进行拟合的效果不错。
注:因为第一步产生数据的随机性,所以,即使用同样的种子所产生的随机数,估计后得到的也是不一样的。
二、上证综合指数实证分析
下面,我们使用上海证�交易所给出的上证综合指数(No.00001)来分析。时间从2000年1月4日开始,至2009年12月31日期间的每日开盘时的指数数据,一共2415天。如下图所示,其中蓝色横线为6000点,红色横线为3000点。
(一)原始序列
使用GMM估计,其结果J-test的自由度为21,J-test= 1.3232e+32,P-value= 0.0000e+00,其余参数的估计值如下表:
其模型拟合的P-value 完全为0,关于3个参数的Std. Error=Inf,Pr(>|t|)=1,所以,我们不能考虑使用SV模型来拟合该数据。换句话说,该数据并不符合Stochastic Volatility Model。
(二)收益率序列
设表示该上证综合指数(No.00001),我们对做变换,然后再做差分:
其中表示收益率,则。的图形如下所示:
我们对使用GMM方法进行检验是否符合Stochastic Volatility Model,其结果如下:
J-test的自由度为21,J-test=29.835963,P-value= 0.095334,其余参数的估计值如下表:
从表(5)中可以看到,用Stochastic Volatility Model拟合效果不错。除P-value较小以外,三个参数的Pr(>|t|)都很接近0。所以,在下,我们不能拒绝原假设,可以认为大致符合Stochastic Volatility Model。
三、结论部分
SV模型是一种随机波动模型,满足模型的数据应该带有强烈的随机性,而上证综合指数(No.00001)其带有强烈的的随时间变化的趋势,通过程序的结果以及一系列后续检验可以说明,不能直接使用Stochastic Volatility Model来拟合上证综合指数(No.00001)。
而上证综合指数(No.00001)的收益率,可以较好的符合Stochastic Volatility Model。这个应该和股市每天限定涨跌幅度的因素是分不开的。
四、改进的方向
我认为可以进一步考虑使用GARCH 模型进行拟合该上证综合指数(No.00001)数据。此外,在上面的对上证综合指数(No.00001)程序计算中,我们选用的权重矩阵W为,这不是一种非常有效的估计, 在gmm函数中,默认选择迭代的W为更优的,但使用该上证综合指数(No.00001)的数据计算出来的是奇异的,其数量级大概在,无法求逆,所以无法使用矩阵作为代替。所以,要解决估计的困难问题,在于找到合适的的相合估计矩阵W。