Monte-Carlo method for option pricing in sub-diffusive arithmetic models
2021 (English) In: Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv, ISSN 1812-5409, no 2, p. 85-95Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]
This paper focuses on applying the Monte Carlo approach to option pricing in markets with illiquid assets. Anomalous sub-diffusion is a well-known model for describing such markets when relatively long periods without any trading are observed. For constructing sub-diffusive models we need to replace a calendar time t with some stochastic processes S(t), which is called inverse subordinator. The inverse subordinator S(t) means first hitting time and is based on subordinator processes. In this paper, we propose to use the gamma process as a subordinator for Bashelie sub-diffusion model. Using well-known properties for gamma and inverse gamma processes we find the covariance structure of fractional Bachelier model with FBM time-changed by gamma process and then explore the asymptotic behavior of it. Then we apply the Monte-Carlo method and propose a procedure of option pricing for the Bashelie sub-diffusion model. For this aim, we use iterative schemes for simulating N scenarios of stock prices for our models. Finally, we demonstrate numerical results.
Abstract [uk]
Ця стаття зосереджена на застосуванні підходу Монте-Карло до оцінювання опціонів на неліквідних ринках. Аномальна субдифузія - це добре відома модель для опису таких ринків, коли спостерігаються відносно тривалі періоди без будь-якої торгівлі. Для побудови субдифузійних моделей нам потрібно замінити календарний час t на деякий стохастичний процес S(t), який називається оберненим субординатором. Обернений субординатор S(t) означає час першого попадання і базований на процесах субординатора. У цій роботі ми пропонуємо використати гамма-процес як субординатор для субдифузійної моделі Башельє. Використовуючи добре відомі властивості для гамма-процесів та обернених гамма-процесів, ми знаходимо коваріаційну структуру фрактальної моделі Башельє з FBM (фрактальним броунівським рухом) у якому замінюємо час на гамма-процес, а потім досліджуємо її асимптотичну поведінку. Потім ми застосовуємо метод Монте-Карло, застосовуємо його для оцінювання опціонів для субдифузійної моделі Башельє. Для цього ми використовуємо ітераційні схеми для моделювання N сценаріїв цін на акції для наших моделей. Також ми демонструємо числові результати.
Place, publisher, year, edition, pages Kyiv: Taras Shevchenko National University of Kyiv , 2021. no 2, p. 85-95
Keywords [en]
sub-diffusion, gamma process, Monte-Carlo approach, option pricing
Keywords [uk]
субдифузія, гамма-процес, метод Монте-Карло, оцінювання опціонів, article
National Category
Mathematics
Identifiers URN: urn:nbn:se:oru:diva-105049 DOI: 10.17721/1812-5409.2021/2.12 OAI: oai:DiVA.org:oru-105049 DiVA, id: diva2:1744078
2023-03-172023-03-172023-03-17 Bibliographically approved