外汇衍生品定价中的Garman-Kohlhagen模型
外汇衍生品定价中的Garman-Kohlhagen模型是布莱克-舒尔斯模型在外汇市场的扩展,用于定价欧式外汇期权。以下将逐步展开其核心逻辑。
1. 基础概念:外汇期权的特殊性
外汇期权涉及两种货币(如USD/EUR),其标的资产是“汇率”(如1欧元兑美元数)。特殊性包括:
- 两种利率:本国利率(如美元利率 \(r_d\))和外国利率(如欧元利率 \(r_f\))。持有外国货币可赚取外国无风险利率,但需换算回本国货币。
- 汇率动态:汇率遵循几何布朗运动,但漂移项需调整利率差。
2. 汇率动态建模
假设汇率 \(S_t\)(单位本国货币/1单位外国货币)满足随机微分方程:
\[dS_t = (\mu - r_f) S_t dt + \sigma S_t dW_t \]
其中 \(\mu\) 为预期收益率,\(\sigma\) 为波动率,\(W_t\) 是布朗运动。在风险中性测度下,需将漂移项替换为利率差 \(r_d - r_f\):
\[dS_t = (r_d - r_f) S_t dt + \sigma S_t dW_t^* \]
这里 \(W_t^*\) 是风险中性测度下的布朗运动。
3. Garman-Kohlhagen公式推导
基于上述动态,欧式看涨期权(到期日 \(T\),行权价 \(K\))的定价公式为:
\[C = S_0 e^{-r_f T} N(d_1) - K e^{-r_d T} N(d_2) \]
其中:
\[d_1 = \frac{\ln(S_0/K) + (r_d - r_f + \sigma^2/2)T}{\sigma \sqrt{T}}, \quad d_2 = d_1 - \sigma \sqrt{T} \]
逻辑解释:
- \(S_0 e^{-r_f T}\):将外国货币现值按外国利率折现,反映持有外国货币的利息收益。
- \(K e^{-r_d T}\):行权价按本国利率折现。
- \(N(d_1)\) 和 \(N(d_2)\) 类似BS模型,但调整了利率差的影响。
4. 应用与扩展
- 看跌期权定价:通过看跌-看涨平价关系 \(P = C - S_0 e^{-r_f T} + K e^{-r_d T}\) 可得。
- 隐含波动率:类似BS模型,可通过市场倒推波动率。
- 局限性:假设常数利率和波动率,实际中需引入随机利率或随机波动率模型(如Heston模型的外汇版本)。
5. 实例验证
假设 \(S_0 = 1.2\)(USD/EUR),\(r_d = 0.03\),\(r_f = 0.01\),\(\sigma = 0.15\),\(T = 1\) 年,\(K = 1.22\)。计算得 \(d_1 = 0.0505\),\(d_2 = -0.0995\),看涨期权价格 \(C \approx 0.064\)(单位本国货币)。
此模型为外汇期权定价提供了基础框架,后续可结合数值方法(如蒙特卡洛或有限差分法)处理更复杂情形。