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

从零开始学位移扩散

1/5

移动原点,得到微笑

Black-Scholes 假设现货价格从当前水平开始按对数正态扩散。位移扩散只改变一件事:移动原点。扩散仍然是对数正态的,但它所在的坐标轴移动了。

SDE 极其简单:

位移扩散 SDE
dS = σ·(S + d)·dW
S 为现货价格。 d 为位移参数。 σ 为位移后变量的波动率。当 d = 0 时,即为 Black-Scholes。

这就是整个模型。在标准 BS 之上多加一个参数 d。扩散系数与 (S + d) 成正比,而不再只与 S 成正比。这一位移打破了对数正态微笑的对称性,从而产生偏斜。

为什么移动原点会产生偏斜?因为位移后变量的百分比波动率是 σ,但 S 本身的百分比波动率随价格水平变化。当 S 较低时,S + d 相对 S 较大,因此按百分比计的有效波动率更高。当 S 较高时,位移 d 的影响减弱,趋近于 BS 情形。

想象您从另一个零点开始测量:不是从 0 开始,而是从 d 开始。标的资产本身没有变,但量尺变了。参考系的这一改变就足以产生倾斜的微笑。

位移参数

位移 d 是您唯一可调的旋钮。它控制偏斜的方向和幅度。理解它的作用就等于理解整个模型。

d > 0(正位移): 原点右移。对于给定的 σ,低价位的有效波动率更大(因为 S + d 相对 S 较大),高价位的有效波动率更小。结果:隐含波动率曲线自左向右向下倾斜。这就是负偏斜——与股权和加密货币市场的方向一致。

d < 0(负位移): 原点左移。此时高价位的波动率按比例更大。结果:正偏斜。这种情况不常见,但可用于建模波动率随价格上升的市场(例如某些大宗商品)。

d = 0: 没有位移。回到 Black-Scholes。平坦微笑。

位移滑块
d20
d = 20正向位移:负偏斜(低行权价波动率上升)
ATM IV30.0%
90/100 看跌偏斜+2.7%
110/100 看涨偏斜-2.3%

拖动上方滑块。注意随着 d 增大,微笑逐渐倾斜。位移扩散的微笑没有曲率——两翼近乎线性。这是根本性局限:DD 可以产生倾斜,但无法产生真实市场中的 U 形。

位移扩散 = 平移后的 Black-Scholes

使 DD 如此实用的操作性洞见在于:您不需要新的定价公式。用平移后的输入运行标准 Black-Scholes 即可。把 S 换成 (S + d),把 K 换成 (K + d)。完成。

其逻辑很直接。定义 = S + d 。那么 SDE 就变为 d = σ··dW ,这只是平移变量的几何布朗运动。标准 BS 适用于 ,其行权价为 = K + d.

定价映射
C(S, K, σ, d) = BS_call(S + d, K + d, σ)
任何能为 BS 看涨期权定价的系统都能为 DD 看涨期权定价。输入平移后的参数,读出价格即可。希腊字母同理,只需做一次链式法则调整。
位移 Black-Scholes 映射
标准 Black-Scholes
C = S·N(d) K·erT·N(d)
S = 100, K = 95, σ = 30%
使用原始现货价与行权价定价。无位移。产生平坦的波动率微笑。
位移扩散
C = (S+d)·N(d) (K+d)·erT·N(d)
S+d = 120, K+d = 115, σ = 30%
相同的 BS 公式、相同的 σ。只需代入位移后的输入值。微笑源于位移,而非公式的改变。
d20
With d = 20: low strikes get a bigger percentage boost (95+20 = 115) than high strikes. That asymmetry is where the skew lives.

这就是负利率时代利率交易台迅速采用 DD 的原因。他们不需要新软件,只需给输入加一个位移,就能继续使用整套 Black-Scholes 基础设施。位移通常每天根据 ATM 波动率和另外一个点校准一次。

希腊字母也随之平移。Delta 是平移后期权的 BS Delta。Gamma 是 BS Gamma。Vega 是 BS Vega。唯一的细节是:计算对冲时需要把敏感度换算回原始(未平移的)坐标。

与 CEV 和 SABR 的联系

位移扩散是 CEV 模型的线性化版本。SABR 在 β = 1 并带位移参数时,近似于位移扩散。理解这一联系能让您准确了解 DD 在模型层级中的位置。

CEV(常数弹性方差) 使用 dS = σ·S·dW 其中 β 是弹性系数。当 β = 1 时,即为 BS。当 β < 1 时,波动率在低 S 处更高、在高 S 处更低——与 DD 具有相同的定性行为。

两者的联系:S 的一阶泰勒展开 在 S = F 附近大约给出 (S + d),其中特定的 d 取决于 β 和 F。因此 DD 是 CEV 在远期附近的线性化近似。二者在 ATM 附近产生几乎相同的微笑,而在远端翼部出现分歧。

位移扩散 vs CEV
β0.50
d25
位移扩散(实线)
CEV(虚线)—— ATM 处已匹配

注意两条曲线在 ATM 附近重合,而在两翼分离。DD 产生的微笑对行权价近乎线性。CEV 则因幂律骨架的弯曲而产生曲率。在 ATM 附近几个行权价范围内的多数实际应用中,二者可以互换。

与 SABR 的联系: SABR 模型在 β = 1 时即为对数正态 SABR。给远期加上位移(位移 SABR),就得到作用于位移变量的 SABR(β = 1)。在波动率的波动率为零的极限(ν = 0)下,它恰好退化为位移扩散。因此 DD 是位移 SABR 的退化情形——该族中最简单的成员。

这就是为什么 DD 被称为给 BS 添加偏斜的最简单方法。您获得一个额外参数、一个倾斜方向,并且与现有 BS 基础设施完全兼容。如果需要曲率、翼部形态或随机动态,就要升级到 CEV、SABR 或 Heston。

何时够用

DD 是 Black-Scholes 的单参数扩展。这既是它的优势,也是它的局限。要知道何时使用它、何时该更进一步。

适合使用 DD 的情形:

1. 您需要快速的偏斜调整而不需要完整模型。例如在交易台交流中报一个粗略偏斜、对更复杂模型做合理性检验,或为倾斜比翼部更重要的普通期权组合定价。

2. 您的标的资产可能归零或为负(利率、价差)。即使原始变量穿过零,位移也能使平移后的变量保持为正。这是经典用例——负利率时代的利率交易台就靠位移对数正态模型运作。

3. 您希望完整保留现有 BS 基础设施。无需新的数值方法、蒙特卡洛或傅里叶反演,只需平移输入。

应超越 DD 的情形:

1. 您需要微笑曲率。DD 只能产生近乎线性的偏斜。真实市场的微笑呈 U 形,两翼均有凸性。DD 无法捕捉这一点。

2. 您需要动态的微笑行为。DD 是静态模型——位移是固定的。它无法说明现货变动时微笑如何移动。动态对冲需要 SABR、Heston 或 SLV。

3. 您在为奇异期权定价。路径依赖型期权需要能描述波动率动态而非静态快照的模型。DD 没有波动率动态。

具体到加密货币,DD 过于简单。加密货币的微笑陡峭、弯曲且动态。DD 可以提供粗略的初步倾斜,但任何生产级曲面都会使用 SVI, SABR,或更复杂的模型。

可以把模型层级想象成一架阶梯:Black-Scholes(平坦微笑) 位移扩散(倾斜微笑) CEV/SABR(带动态的弯曲微笑) Heston/SLV(结构丰富的随机波动率)。每一步都增加复杂性,也增加解释力。DD 是 BS 之上的第一级台阶。即使您在生产中从不使用它,也值得了解,因为它告诉您:偏斜本质上是波动率如何随标的资产价格水平变化的问题。

下一步学习:

CEV 模型——DD 的非线性近亲,具有弯曲微笑

SABR 模型——在骨架之上叠加随机波动率,生产环境标准

SVI 参数化——直接拟合微笑,加密货币市场标准