Liquidity Risk Es[ma[on in Condi[onal Vola[lity ... - Christian Francq

A representafion of the investment universe in terms of liquidity risk ... FI Arb : strategies on illiquid assets (bonds, credit derivafives, …) Normal tails: low liquidity ...
1MB taille 2 téléchargements 266 vues
Liquidity  Risk  Es-ma-on  in  Condi-onal   Vola-lity  Models   Darolles  S.  1,3,  Francq  C.  1,2,  Le  Fol  G.  1,3,  Zakoian  J.M.  1,2     1  CREST,  Laboratoire  de  Finance  Assurance   2  Université  Lille  3   3  Université  Paris-­‐Dauphine          We  are    grateful  to  the  Agence  NaGonale  de  la  Recherche  (ANR),  which  supported  this   work  via  the  Project  ECONOM\&RISK  (ANR  2010  blanc  1804  03).    

Mo-va-on   In  risk  management,    

liquidity  o?en  associated  with  simple  transac-on  costs    

Explains  why  liquidity  adjusted  risk  measures  are  of  the  form          market  risk  measure  +  liquidity  term   where        

market  risk  measure  :    obtained  from  historical  market  prices   liquidity  term      :    obtained  from  bid-­‐ask  spreads  data      

Mo-va-on   But  Market  risk  measures  obtained  from  historical  market   prices  already  include  a  liquidity  component      

Why  ?  Liquidity  has  a  direct  impact  on  historical  price  variaKons    

Our  objec-ve  in  this  paper  is  to  extract  this  liquidity  component   from  global  risk  measures  computed  from  historical  prices:    

         global  risk  measure  =  market  risk  measure  +  liquidity  term    

where     global  risk  measure  :  obtained  from  historical  market  prices   market  risk  measure    :  obtained  from  historical  market  prices  

Main  contribu-on   Our  liquidity  risk  measure:   -­‐  is  defined  as  a  intrinsec  characteris-c  of  a  given  asset  and   allows  simple  liquidity  rankings      

-­‐  takes  into  account  the  dynamic  properKes  of  prices  (-me   varying  market  risk)   -­‐  can  be  defined  for  different  condi&onal  risk  measures  (VaR,   Expected  ShorUall,  …)       -­‐  can  be  computed  when  only  historical  market  prices  are   available    

Agenda  

1.  Global  risk  and  global  risk-­‐parameter   2.  AddiKve  decomposiKon  of  global  risk   3.  Inference   4.  Empirical  ApplicaKons  

1.  Global  risk  and  Global  risk-­‐parameter   st  1  STEP  VolaKlity  modeling    GARCH(1,1)  governs  the  returns  process    

           

ε t = σ t (θ 0 )ηt , ηt i.i.d . Eηt2 = 1 σ t2 (θ 0 ) = ω0 + a0ε t2−1 + b0σ t2−1

ʹ′ •  θ    0    =      (    ω    0    ,    a    0  ,    b  0    )      is  a  vola&lity-­‐parameter  

•  captures  the  volaKlity  persistence  in  asset  returns   •  this  model  can  be  easily  generalized  to  more  complex   condiKonal  volaKlity  models  

1.  Global  risk  and  Global  risk-­‐parameter   nd  2  STEP  Global  risk  measure    The  condiGonal  VaR  of  ε  at  level  α  is      

t

  Pt −1 [ε t < −VaRtG (α )] = α        With  the  previous  specificaKon  of  εt,  the  global  risk     VaRtG (α ) = −σ t (θ0 ) Fη−1 (α ) depends  on    

 

•  the  dynamics  of  the  GARCH  process  through  σt  (θ0)   •  the  (constant)  lower  tail  of  the  innovaKon  process    

1.  Global  risk  and  Global  risk-­‐parameter   rd  3  STEP  Global  risk-­‐parameter  (Francq,  Zakoian  (2012))    A0  (scale  stability)    There  exists  a  funcGon  H  such  that  for  any  θ,   for  any  K  >  0,  and  any  sequence  (xi)    

 

 

Kσ(x1,  x2,  …  ; θ  )=  σ(x1,  x2,  …;θ*);            where        θ* =  H(θ;K)  

We  can  then  concentrate  in  a  single  global  risk-­‐parameter  θ0,α   the  2  dimensions  of  risk     θ0G,α = H (θ0 ,−Fη−1 (α ))  

and  obtain  the  global  risk  as     VaRtG (α ) = σ t (θ0G,α )

1.  Global  risk  and  Global  risk-­‐parameter   rd  3  STEP  Global  risk-­‐parameter  (Francq,  Zakoian  (2012))       In  our  GARCH(1,1)  example  …       θ 0G,α = (K 2ω0 , K 2 a0 , b0 )   K = − Fη−1 (α )   …  but  A0  is  also  saKsfied  for  more  complex  GARCH  specificaKon   (power-­‐transformed  asymmetric  GARCH  model)    

2.  Addi-ve  decomposi-on  of  global  risk    We  need  the  following  assumpKon  to  idenKfy  both  global  and     market  risks  from  returns    

A1  (Iden-fica-on  assump-on)  For  an  infinitely  liquid  asset,  the   innovaGons  of  the  GARCH(1,1)  process  are  Gaussian        

We  define  the  market  risk-­‐parameter  as       θ0M,α = H (θ0 ,−Φ−1 (α ))   and  the  corresponding  market  risk  is    

( )

VaRtM (α ) = σ t θ0M,α

2.  Addi-ve  decomposi-on  of  global  risk    Interpreta-on  of  A1  (Iden-fica-on  assump-on)    Usual  way  used  to  include  liquidity  shocks  (see  Duffie,  Pan   (1997),  An  Overview  of  value  at  risk)     ε t = σ t (θ0 )ηt + Jump, ηt i.i.d . Gaussian          

 

2.  Addi-ve  decomposi-on  of  global  risk    Interpreta-on  of  A1  (Iden-fica-on  assump-on)    Usual  way  used  to  include  liquidity  shocks  (see  Duffie,  Pan   (1997),  An  Overview  of  value  at  risk)     ε t = σ t (θ0 )ηt + Jump, ηt i.i.d . Gaussian   One  step  further  (see  Meddahi,  Mykland  (2012),  Fat  Tails  or   Many  Small  Jumps  ?)       ε t = σ t (θ0 ) χt + Jump, χt i.i.d . Student          

2.  Addi-ve  decomposi-on  of  global  risk    Interpreta-on  of  A1  (Iden-fica-on  assump-on)    Usual  way  used  to  include  liquidity  shocks  (see  Duffie,  Pan   (1997),  An  Overview  of  value  at  risk)     ε t = σ t (θ0 )ηt + Jump, ηt i.i.d . Gaussian   One  step  further  (see  Meddahi,  Mykland  (2012),  Fat  Tails  or   Many  Small  Jumps  ?)       ε t = σ t (θ0 ) χt + Jump, χt i.i.d . Student   Our  approach     ε t = σ t (θ 0 ) χt = σ t (θ 0 )ηt + σ t (θ0 )(−ηt + χt )    

2.  Addi-ve  decomposi-on  of  global  risk    Interpreta-on  of  A1  (Iden-fica-on  assump-on)    Usual  way  used  to  include  liquidity  shocks  (see  Duffie,  Pan   (1997),  An  Overview  of  value  at  risk)     ε t = σ t (θ0 )ηt + Jump, ηt i.i.d . Gaussian   One  step  further  (see  Meddahi,  Mykland  (2012),  Fat  Tails  or   Many  Small  Jumps  ?)       ε t = σ t (θ0 ) χt + Jump, χt i.i.d . Student   Our  approach            «  LIQUIDITY  »     ε t = σ t (θ 0 ) χt = σ t (θ 0 )ηt  + σ t (θ0 )(−ηt + χt )      

2.  Addi-ve  decomposi-on  of  global  risk   −1 −1 A2   ( Consistency   a ssump-on)                                                        α        )      for  a  sufficient   ( ) 0 > Φ α > F   η    (   small  α

 

Defini-on  The  liquidity  risk-­‐parameter  is  (for  a  small  enough)       θ L = H (θ ,− F −1 (α ) + Φ −1 (α ))  

0,α

0

η

and  the  corresponding  liquidity  risk  is      

 

( )

VaRtL (α ) = σ t θ0L,α

 

Proposi-on  Under  A0-­‐A2,   VaRtG (α ) = VaRtM (α ) + VaRtL (α )

3.  Inference     Two-­‐step  approach    

    st 1  STEP   θ  ˆ    n        :  Gaussian  QML  esKmator  of  θ0  (does  not  require  to  know   the  distribuKon  of  ηt)    

2nd  STEP   ξ    n    ,α    :  nonparametric  esKmator  of  the  innovaKon  quanKle       funcKon  ξ    α  ,  obtained  from         ηˆt = ε t σ t (θˆn )   Final  STEP      

(

θˆnG,α = H θˆn ,−ξ n,α

)

(

θˆnM,α = H θˆn ,−Φ −1

)

(

θˆnG,α = H θˆn ,−ξ n,α + Φ −1

)

3.  Inference     AsymptoKc  distribuKon  follows  from  the  joint  distribuKon  of     θˆ, ξ n ,α   In  the  general  case  of  power-­‐transformed  asymmetric  GARCH   model  

(

)

 

ε t = σ t (θ 0 )ηt , ηt i.i.d . Eηt2 = 1 q

σ t (θ 0 ) = ω0 + ∑ α 0i + (ε δ

i =1

x + = max(x,0), x − = min( x,0)

)

+ δ t −i

(

+ α 0i − − ε

p

) +∑β

− δ t −i

j =1

δ σ 0 j t− j

3.  Inference     We  use  the  following  technical  assumpKons  (same  as  those   required  for  the  Gaussian  QML)  

3.  Inference     ∂σ t (θ ) 1 1 ∂σ tδ (θ ) Let   Dt (θ ) = =   σ t (θ ) ∂θ δ σ tδ (θ ) ∂θ 1

If  η1  admits  a  conKnuous  and  strictly  posiKve  density  f  in  a   neigborhood  of  ξ    α    ,  we  have     ⎛ κ 4 − 1 −1 ⎞ ⎛ n θˆn − θ 0 ⎞   J λ δ θ ⎜ α 0 ⎟ ⎜ ⎟

(

   

⎜ n (ξ n ,α ⎝

)

→ N (0, Σα ) Σα = ⎜ 4 ⎜ λ δθ ' − ξα )⎟⎠ ⎝ α 0

where   pα κ 4 −1 2 ( λ = ξ + , p = E η α α α 1 1{η