本页由机器翻译。英文原文为权威版本。 阅读英文版
跳转到主要内容

从零学习CEV

1/5

一个参数控制整个骨架

CEV可能是能够产生偏斜的最简单模型。一个指数 -- β -- 决定了扩散系数如何随现货价格水平缩放。这就是全部的诀窍。

在Black-Scholes中,现货SDE为 dS = σ·S·dW。噪声项与S成正比,因此百分比波动率是恒定的。CEV将其推广为:

CEV 动态
dS = σ·S·β·dW
β = 1: 您就还原为Black-Scholes(对数正态)。百分比波动率是恒定的。
β = 0: 您得到Bachelier / 正态模型。扩散为 σ·dW -- 加性噪声,完全不依赖于价格。
0 < β < 1: 介于两者之间。扩散随S增长,但增长速度慢于成比例。

β 想象成混音台上的一个旋钮。完全向右(β = 1)您得到对数正态世界 -- 恒定的百分比波动。完全向左(β = 0)您得到正态世界 -- 恒定的美元波动。介于两者之间的一切都是混合。该模型不关心跳跃、状态或随机波动率。它只问:随机冲击的大小如何依赖于价格水平?

CEV下的百分比波动率为 σ·Sβ−1。当 β < 1, 时指数为负,因此百分比波动率随S下降而上升。这就是杠杆效应,也是CEV偏斜背后的全部引擎。没有额外的参数,没有额外的噪声源。只有这个指数。

β 谱系
Black-Scholes / 对数正态
β = 1.0
dF = σ · F · dW
扩散与 F 成正比。这是普通的几何布朗运动。百分比波动率恒定。隐含波动率微笑是平的——完全没有偏斜。

β < 1 意味着现货下跌时波动率上升

这就是杠杆效应。在股票和加密市场中,当现货下跌时波动率持续上升。带有 β < 1 的CEV机械地捕捉了这一点,无需第二个随机因子。

如果 β = 0.5,局部波动率函数为 σ·S。当S从100跌到50时,局部波动率并不成比例地下降 -- 它只下降到 (50/100) 0.71。但现货下跌了一半。百分比波动率实际上是上升的。

这个效应是自动且确定性的。没有需要调节的相关性参数,没有第二个布朗运动。价格与波动率的关系被固化在单个指数 β.

这在隐含波动率中产生负偏斜,无需任何额外参数。当市场下跌时,波动率机械地上升,因此OTM Put变得更有价值。微笑曲线的Put一翼抬升。

杠杆效应模拟器
CEV 价格路径
已实现波动率 vs 价格水平
β0.50
β = 0.50中等杠杆效应

上方的模拟器清楚地展示了这一点。左侧面板:CEV价格路径。当 β < 1, 时,下跌的路径明显变得更加嘈杂 -- 在较低水平上摆动更宽。右侧面板:窗口化的已实现波动率相对于价格水平作图。负斜率就是杠杆效应。

设置 β = 1,散点图就变平了。价格与波动率之间没有依赖关系。这就是Black-Scholes世界。

设置 β > 1 关系就反转了:波动率随价格上升。这在实践中不常见,但它向您展示了模型的完整范围。

杠杆效应不仅仅是模型的奇趣现象。它可在股票、信用和加密资产的已实现数据中观察到。当市场抛售时,已实现波动率会飙升。CEV 认为这并非因为波动率有其自身的随机过程——而是因为扩散系数在机制上依赖于价格水平。这是对偏斜最简约的解释。

来自 CEV 的隐含波动率微笑

CEV产生一种完全由 β 控制的特定隐含波动率形状。这个形状是一个倾斜,而不是一个U形。CEV可以做出偏斜,但无法产生对称的微笑曲线。

这种映射关系很直接:

β = 1: 平坦的微笑曲线。没有偏斜,没有曲率。这就是Black-Scholes。

β < 1: 负偏斜。Put一翼被抬高,Call一翼被压低。β 越低于1,偏斜就越陡。

β > 1: 正偏斜。Call一翼上升,Put一翼下降。在股票/加密市场中罕见,但在某些商品市场中可能出现。

关键的是,CEV的微笑曲线是 单调的。它向一个方向或另一个方向倾斜,但它没有U形。没有机制能让两翼同时抬升,因为没有波动率的波动率或随机方差来产生对称的两翼增值。

β Backbone 探索器
局部波动率函数
生成的微笑
β0.50
状态:次对数正态(负偏斜)
ATM IV3.0%
90/100 Put偏斜+0.1%
β0.50
局部波动率斜率反向

上方的浏览器展示了两个部分:局部波动率函数 σ·Sβ 位于左侧,由此得到的隐含波动率微笑位于右侧。拖动 β 并观察它们如何一同变化。局部波动率的斜率直接驱动微笑的倾斜。

β = 1 时,局部波动率函数是一条过原点的直线(与 S 成正比)。此时微笑是平的。随着 β 降至 1 以下,局部波动率函数在高 S 处向下弯曲——这意味着价格越高,过程的波动性越低。微笑向左倾斜。

近似隐含波动率
σimpl(K) σ·Fβ−1 · [1 ½(1β) · ln(K/F) + ...]
主导的偏斜项是 ½(1β)。当 β < 1, 时该项为负:较低的行权价获得更高的隐含波动率。该展开表明偏斜的陡峭程度关于 (1β).

CEV 作为 SABR 的骨架

SABRs forward equation is dF = σ·Fβ·dW 呈线性。这正是 CEV 过程。SABR 只是为波动率参数本身额外附加了第二个 SDE。

完整的 SABR 系统为:

SABR 系统
dF = σ·Fβ·dW
dσ = ν·σ·dW
corr(dW, dW) = ρ
第一行: CEV 主干。相同的 β 指数,相同的机制。
第二行: σ 现在是随机的。 ν(波动率的波动率)控制着 σ 游走的幅度。当 ν = 0 时,σ 是一个常数,您就回到了纯粹的 CEV。
第三行: 这两个布朗运动是相关的。 ρβ 已提供的倾斜之上又增加了一层倾斜。

因此 CEV 是 SABR 的确定性基础β 指数控制着微笑主干的形状。随后 SABR 在其上叠加随机波动率:ν 产生曲率(翼部增强),而 ρ 增加了额外的方向性倾斜。

在实践中,利率交易台通常将 β 固定在一个惯例值(利率产品为 0.5,视市场状态有时为 0 或 1),然后根据观测到的微笑校准 σ, ν, ρ。主干只选定一次;随机叠加层则每日拟合。

CEV 与 SABR 微笑曲线对比
β (共用)0.50
ν (SABR)0.40
ρ (SABR)-0.30
CEV(实线)—— 仅骨干(backbone),单一参数
SABR(虚线)—— 增加波动率的波动率带来的曲率
CEV 能正确刻画倾斜,但无法产生曲率。SABR 的 ν (波动率的波动率)会抬升两翼,形成 U 形。设 ν = 0 时两条曲线重合——SABR 退化回 CEV。

上面的对比使其变得直观。绿色实线是单独的 CEV——单调的倾斜。蓝色虚线是具有相同 β 但非零 ν 的 SABR。SABR 增加了 CEV 无法产生的曲率。

在滑块中设置 ν = 0,观察这些曲线完美重叠。这证实了它们之间的关系:波动率的波动率为零的 SABR 恰好就是 CEV。主干是共享的。

当您校准 SABR 时,β 的选择并非无关紧要。它决定了观测到的偏斜中有多少归因于主干(价格相关的波动率),又有多少归因于随机叠加层(ρ 倾斜)。不同的 β 选择会导致不同的 ρ 的拟合,这会影响远期动态,进而影响对冲行为。单独理解 CEV 有助于您理解 β 在 SABR 内部实际所起的作用。

局限与用途

CEV 过于简单,无法拟合真实的微笑。但它是理解价格依赖型波动率如何运作的正确思维模型,并且它出现在每一次 SABR 校准之中。

CEV 无法做到的:

无曲率。 真实的微笑同时具有倾斜和曲率——Put 翼陡峭,Call 翼抬升。CEV 产生单调的倾斜但没有 U 形。如果您试图仅用 CEV 拟合真实的加密微笑,您将完全错过两翼。

无期限结构动态。 CEV 没有均值回归、没有波动率聚集、没有机制切换。局部波动率函数是静态的。短期和长期微笑具有相同的形状,这与观测到的期限结构行为相矛盾。

在零点被吸收。 对于 β < 1, 该过程可能触及零并被吸收。这对定价而言是一个技术难题,需要特殊的边界条件。

CEV 擅长的:

讲解杠杆效应。 如果您想用一个模型来解释为什么现货下跌时波动率上升,CEV 就是它。一个参数、一个机制、清晰的直觉。

SABR 骨架选择。 在校准 SABR 时,您首先选择 β 。单独理解 CEV 的作用可以告诉您,哪些部分归因于骨架(backbone),哪些归因于随机叠加层。

快速偏斜近似。 CEV 隐含波动率展开为您提供了 β 与偏斜陡峭程度之间的解析关系。如果有人向您报出一个偏斜数值,您可以在脑中反推出隐含的 β

正态与对数正态之争。 在利率市场中,正态(β = 0)与对数正态(β = 1)报价惯例之间的选择是一个热门争论。CEV 使其成为一个连续的谱系,而非二选一。

CEV 表明:随机冲击的大小取决于价格水平,而 β 控制其方式。其他一切——偏斜、杠杆效应、SABR 骨架——都由这一单一理念衍生而来。

接下来去哪里:

SABR 模型 —— 以 CEV 为骨架的随机波动率扩展

SVI 参数化 —— 用于生产环境曲面的直接微笑拟合

Heston 模型 —— 另一种采用均值回归方差的随机波动率方法

插值方法 —— 所有方法的对比