GARCH

GARCH条件方差时间序列模型

描述

使用GARCH指定一个单变量GARCH(广义自回归条件异方差)模型。该GARCH函数返回一个GARCH对象,指定a的函数形式GARCH(PQ)模型,并将其参数值。

一个关键组成部分GARCH型号包括:

  • GARCH多项式,它是由滞后条件方差的。度由表示P

  • ARCH多项式,它是由滞后平方创新。度由表示Q

PQ是分别在GARCH和ARCH多项式,最大非零滞后。其他模型组件包括一个创新均值模型偏移,条件方差模型常数,创新分配。

所有系数均为未知数(为NaN值)和难能可贵的,除非你使用的名称 - 值对参数语法指定其值。为了估计包含所有或部分未知的参数值给定的数据,使用模型估计。对于使用完全指定模型(模型,其中所有的参数值是已知的),模拟或预测响应模拟要么预测, 分别。

创建

描述

MDL= GARCH返回零度条件方差GARCH宾语。

MDL= GARCH(PQ创建一个GARCH条件方差模型对象(MDL),而GARCH多项式的次数为P和ARCH多项式具有一定程度的Q。该GARCH和ARCH多项式包含1所有连续的滞后通过他们的学位,并且所有系数均为为NaN值。

这种简写语法使您能够创建一个模板,您可以在其中显式地指定多项式度数。模型模板适用于不受约束的参数估计,即不受任何参数相等约束的估计。但是,在创建模型之后,可以使用点符号更改属性值。

MDL= GARCH(名称,值性能或使用名称 - 值对的参数的附加选项。在引号每个名字。例如,'ARCHLags',[1〜4], 'ARCH',{0.2 0.3}指定两个ARCH系数在滞后14

这种longhand语法使您能够创建更灵活的模型。

输入参数

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语法速记为您打造适合于无限制的参数估计模型模板的简便方法。例如,为了创建一个GARCH(1,2)含有未知参数值的模式,输入:

MDL = GARCH(1,2);
为了估计期间征收的参数值等式约束,设置合适的属性使用点符号值。

GARCH多项式次数,指定为非负整数。在GARCH多项式中Ť,MATLAB®包括来自滞后的所有连续条件方差项Ť- 图1至滞后Ť-P

您可以使用指定此参数GARCH(P, Q)速记只有语法。

如果P> 0,则必须指定Q作为一个正整数。

例:GARCH(1,1)

数据类型:

ARCH多项式度,指定为一个非负整数。在ARCH多项式和时间Ť, MATLAB中包含了所有来自滞后的连续平方创新项Ť- 图1至滞后Ť-Q

您可以使用指定此参数GARCH(P, Q)速记只有语法。

如果P> 0,则必须指定Q作为一个正整数。

例:GARCH(1,1)

数据类型:

名称 - 值对参数

指定可选的用逗号分隔的对名称,值参数。名称是参数的名称和是对应的值。名称必须出现引号内。您可以按照任何顺序指定多个名称和值对参数名1,值1,...,NameN,值N

该手写语法允许您创建,其中一些或所有的系数被称为模型。在估计,估计对任何已知参数施加相等约束。

例:“ARCHLags”,[1 - 4],“拱”,{南南}指定GARCH(0,4)模型和未知的,但非零,ARCH系数矩阵在滞后14

GARCH多项式滞后,指定为逗号分隔的一对组成的'GARCHLags'和独特的正整数数值向量。

GARCHLags (Ĵ是对应于系数的滞后GARCH {Ĵ}。的长度GARCHLagsGARCH必须相等。

假设所有GARCH系数(由指定的GARCH属性)是正或为NaN马克斯(GARCHLags)的值P属性。

例:'GARCHLags',[1〜4]

数据类型:

ARCH多项式滞后,指定为由逗号分隔对组成'ARCHLags'和独特的正整数数值向量。

ARCHLags(Ĵ是对应于系数的滞后拱{Ĵ}。的长度ARCHLags必须相等。

假设所有ARCH系数(由指定的属性)是正或为NaNMAX(ARCHLags)的值Q属性。

例:'ARCHLags',[1〜4]

数据类型:

属性

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当您使用的名称 - 值对参数语法创建模型对象,你可以设置可写的属性值,或者在您通过使用点符号模型对象。例如,为了创建一个GARCH(1,1)具有未知的系数模型,然后指定一个Ť未知自由度的创新分配,请输入:

Mdl = garch (“GARCHLags”1“ARCHLags”, 1);Mdl.Distribution=“T”;

此属性是只读的。

GARCH多项式次数,指定为非负整数。P是在GARCH多项式的最大滞后用系数是正的或为NaN。落后于小于P可具有系数等于0。

P指定的样品前体条件方差的最小数目需要初始化模型。

如果您使用名称-值对参数来创建模型,那么MATLAB将实现这些替代方法之一(假设最大滞后系数为正或为NaN):

  • 如果您指定GARCHLags, 然后P是中国最大的指定滞后。

  • 如果您指定GARCH, 然后P为指定值的元素的数目。如果您还指定GARCHLags, 然后GARCH使用GARCHLags确定P代替。

  • 除此以外,P0

数据类型:

此属性是只读的。

ARCH多项式度,指定为一个非负整数。Q是在ARCH多项式的最大滞后用系数是正的或为NaN。落后于小于Q可具有系数等于0。

Q指定样品前创新的最低数量要求启动该模式。

如果您使用名称-值对参数来创建模型,那么MATLAB将实现这些替代方法之一(假设最大滞后系数为正或为NaN):

  • 如果您指定ARCHLags, 然后Q是中国最大的指定滞后。

  • 如果您指定, 然后Q为指定值的元素的数目。如果您还指定ARCHLags, 然后GARCH使用其值来确定Q代替。

  • 除此以外,Q0

数据类型:

条件方差模型常数,指定为正的标量或为NaN值。

数据类型:

GARCH多项式系数,指定为正标量的细胞载体或为NaN值。

  • 如果您指定GARCHLags,则适用下列条件。

    • 的长度GARCHGARCHLags是相等的。

    • GARCH {Ĵ}是滞后系数GARCHLags (Ĵ

    • 默认情况下,GARCH是一个numel(GARCHLags)的×1细胞载体为NaN值。

  • 否则,应用以下条件。

    • 长度GARCHP

    • GARCH {Ĵ}是滞后系数Ĵ

    • 默认情况下,GARCH是一个P的×1细胞载体为NaN值。

的系数GARCH对应于系数的底层LagOp滞后算子多项式,并进行了近零容差排除试验。如果你把系数设为1E-12或以下,GARCH排除了该系数及其相应的滞后项GARCHLags从模型。

数据类型:细胞

ARCH多项式系数,指定为正标量的细胞载体或为NaN值。

  • 如果您指定ARCHLags,则适用下列条件。

    • 的长度ARCHLags是相等的。

    • 拱{Ĵ}是滞后系数ARCHLags(Ĵ

    • 默认情况下,是一个numel(ARCHLags)的×1细胞载体为NaN值。

  • 否则,应用以下条件。

    • 长度Q

    • 拱{Ĵ}是滞后系数Ĵ

    • 默认情况下,是一个Q的×1细胞载体为NaN值。

的系数对应于系数的底层LagOp滞后算子多项式,并进行了近零容差排除试验。如果你把系数设为1E-12或以下,GARCH排除了该系数及其相应的滞后项ARCHLags从模型。

数据类型:细胞

此属性是只读的。

该模型无条件方差,指定为正标量。

无条件方差

σ ε 2 = κ 1 - Σ 一世 = 1 P γ 一世 - Σ Ĵ = 1 Q α Ĵ

κ是条件方差模型常数(不变)。

数据类型:

创新均值模型偏移量,或添加剂恒定,指定为数字标量或为NaN值。

数据类型:

创新过程的条件概率分布,指定为字符串或结构阵列。GARCH存储值作为一个结构阵列。

分配 结构数组
高斯 “高斯” 结构(“名称”,“高斯”)
学生的Ť “T” 结构( '名称', “T”, '自由度',DOF)

“自由度”字段指定Ť分布自由度的参数。

  • 自由度> 2或自由度=为NaN

  • 自由度是有价值的。

  • 如果您指定“T”自由度为NaN默认情况下。您可以通过使用点符号创建模型之后更改它的值。例如,Mdl.Distribution.DoF = 3

  • 如果您提供一个结构数组来指定学生Ť分布,则必须同时指定'名称'“自由度”领域。

例:结构( '名称', “T”, '景深',10)

模型的描述中,指定为字符串标量或特征向量。GARCH将值存储为字符串标量。例如,默认值描述模型的参数形式“GARCH(1,1)的条件方差模型(高斯分布)”

例:“说明”,“模式1”

数据类型:字符串|烧焦

注意

所有为NaN-valued模型参数,这些参数包括系数和Ť- 创新分配自由度(如果存在的话),是可估计的。当你通过由此而来GARCH对象和数据,以估计,MATLAB估计所有为NaN-valued参数。在估计,估计已知参数如等式约束对待,即,估计保持固定在它们的值的任何已知的参数。

对象函数

估计 根据数据拟合条件方差模型
过滤 通过条件方差模型滤波干扰
预测 从条件方差模型预测条件方差
推断 条件方差模型的推断条件方差
模拟 条件方差模型的蒙特卡罗模拟
总结 条件方差模型的显示估计结果

例子

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创建一个默认GARCH模型对象和使用点记号指定其参数值。

建立GARCH(0,0)模型。

MDL = GARCH
MDL = GARCH具有属性:说明: “GARCH(0,0)的条件方差模型(高斯分布)” 分布:名称= “高斯” P:0问:0常数:NaN的GARCH:{} ARCH:{}偏移:0

MDL是一个GARCH模型。它包含一个未知的常数,它的偏移量0,创新分布是“高斯”。该模型没有GARCH或ARCH多项式。

指定使用点符号滞后一到两个两个未知ARCH系数。

Mdl.ARCH = {楠楠}
MDL = GARCH具有属性:说明: “GARCH(0,2)的条件方差模型(高斯分布)” 分布:名称= “高斯” P:0问:2常数:NaN的GARCH:{} ARCH:{楠楠}在滞后[1 2]偏移量:0

Q属性更新2{楠楠}。这两个拱系数与滞后系数1和滞后系数2有关。

创建一个GARCH模型采用速记符号garch (P, Q),在那里P是GARCH多项式的程度,Q是ARCH多项式的程度。

建立GARCH(3,2)模型。

Mdl = garch (2)
描述:“garch(3,2)条件方差模型(高斯分布)”分配: Name = "Gaussian" P: 3 Q: 2 Constant: NaN GARCH: {NaN NaN NaN} at lags [1 2 3] ARCH: {NaN NaN} at lags [1 2] Offset: 0

MDL是一个GARCH模型对象。的所有属性MDL, 除PQ分配, 是为NaN值。默认情况下,软件:

  • 包括条件方差模型常数

  • 排除一个条件均值模型偏移(即,偏移量是0

  • 包括在ARCH和GARCH滞后运营商多项式所有的滞后项高达滞后QP, 分别

MDL只指定GARCH模型的功能形式。因为它包含未知的参数值,所以可以传递MDL和时间序列数据估计来估计参数。

创建一个GARCH使用模型名称 - 值对的参数。

指定GARCH(1,1)模型。默认情况下,条件均值模型偏移量为零。指定偏移量为为NaN

MDL = GARCH('GARCHLags',1'ARCHLags',1“偏移”,NAN)
MDL = GARCH具有属性:说明: “GARCH(1,1)条件方差模型与偏移(高斯分布)” 分布:名称= “高斯” P:1 Q:1常数:NaN的GARCH:{}的NaN在滞后[1] ARCH:{}的NaN在滞后[1]偏移:NaN的

MDL是一个GARCH模型对象。软件将所有参数(模型对象的属性)设置为为NaN, 除PQ分配

以来MDL包含为NaNMDL是仅适用于只是估计。通过MDL和时间序列数据估计

建立GARCH(1,1)模型的平均偏差,

ÿ Ť = 0 + ε Ť

哪里 ε Ť = σ Ť ž Ť

σ Ť 2 = 0 0 0 0 1 + 0 7 σ Ť - 1 2 + 0 1 ε Ť - 1 2

ž Ť 是独立同分布的标准高斯过程。

MDL = GARCH('不变',0.0001,'GARCH',0.75,...'拱',0.1%,“偏移”,0.5)
MDL = GARCH具有属性:说明: “GARCH(1,1)条件方差模型与偏移(高斯分布)” 分布:名称= “高斯” P:1 Q:1常数:0.0001 GARCH:{0.75}在延迟[1] ARCH:{0.1}在延迟[1]偏移量:0.5

GARCH分配缺省值到任何属性你不名称 - 值对参数指定。

访问的属性GARCH使用点符号模型对象。

创建一个GARCH模型对象。

Mdl = garch (2)
描述:“garch(3,2)条件方差模型(高斯分布)”分配: Name = "Gaussian" P: 3 Q: 2 Constant: NaN GARCH: {NaN NaN NaN} at lags [1 2 3] ARCH: {NaN NaN} at lags [1 2] Offset: 0

从模型中移除第二GARCH项。即,指定该第二的GARCH系数滞后条件方差是0

Mdl.GARCH {2} = 0
描述:“garch(3,2)条件方差模型(高斯分布)”分配: Name = "Gaussian" P: 3 Q: 2 Constant: NaN GARCH: {NaN NaN} at lags [1 3] ARCH: {NaN NaN} at lags [1 2] Offset: 0

该GARCH多项式具有对应于滞后1和3两个未知参数。

显示扰动的分布。

Mdl.Distribution
ANS =同场的结构:名称:“高斯”

扰动是高斯均值为0,方差为1。

指定潜在的I.I.D.干扰有一个Ť5个自由度的分布。

Mdl.Distribution =结构('名称''T'“自由度”,5)
MDL = GARCH具有属性:说明: “GARCH(3,2)的条件方差模型(t分布)” 分布:名称= “T”,自由度= 5 P:3 Q:2常数:NaN的GARCH:{楠楠}在滞后[1 3] ARCH:{楠楠}在滞后[1 2]偏移量:0

指定该ARCH系数是0.2为第一滞后和0.1为第二滞后。

Mdl。一种RCH = {0.2 0.1}
MDL = GARCH具有属性:说明: “GARCH(3,2)的条件方差模型(t分布)” 分布:名称= “T”,自由度= 5 P:3 Q:2常数:NaN的GARCH:{楠楠}在滞后[1 3] ARCH:{0.2 0.1}在滞后[1 2]偏移量:0

为了估计剩余的参数,你可以通过MDL与您的数据估计并使用指定的参数等式约束。或者,您可以指定参数值的其余部分,然后由完全指定模型传递到从GARCH模型模拟或预报的条件方差模拟要么预测, 分别。

适合GARCH模型,从1922年至1999年的年度时间序列丹麦名义股票收益的。

加载Data_Danish数据集。绘制名义回报率(NR)。

加载Data_Danish;nr = DataTable.RN;图;情节(日期、nr);保持;图([时间(1)时间(结束)],[0 0],'R:');% Plot y = 0保持;标题(“丹麦的名义股票收益率);ylabel('名义收益率(%)');xlabel('年');

名义收益率系列似乎有一个非零的条件平均偏移,似乎表现出波动性聚集。也就是说,前几年的变化比后几年的小。对于本例,假设GARCH(1,1)模型适用于本系列。

建立GARCH(1,1)模型。条件均值偏移默认为零。为了估计偏移,将其指定为为NaN

MDL = GARCH('GARCHLags',1'ARCHLags',1“偏移”大,NaN);

将GARCH(1,1)模型与数据相匹配。

EstMdl =估计(MDL,NR);
GARCH(1,1)条件方差模型与偏移(高斯分布):值StandardError的TStatistic p值_________ _____________ __________ _________常数0.0044476 0.007814 0.56918 0.56923 GARCH {1} 0.84932 0.26495 3.2056 0.0013477 ARCH {1} 0.07325 0.14953 0.48986 0.62423 0.11227偏移0.039214 2.8629 0.0041974

EstMdl是一部全面规定GARCH模型对象。也就是说,它不包含为NaN值。您可以使用评估通过生成残差模型的充分性推断,然后对其进行分析。

为了模拟条件方差或响应,通EstMdl模拟

预测创新,通EstMdl预测

从完全指明的模拟条件方差或响应路径GARCH模型对象。也就是说,模拟从一个估计GARCH模型或已知GARCH在您指定的所有参数值模型。

加载Data_Danish数据集。

加载Data_Danish;nr = DataTable.RN;

建立GARCH(1,1)与未知模型条件均值偏移。符合模型在年名义回报率序列。

MDL = GARCH('GARCHLags',1'ARCHLags',1“偏移”大,NaN);EstMdl =估计(MDL,NR);
GARCH(1,1)条件方差模型与偏移(高斯分布):值StandardError的TStatistic p值_________ _____________ __________ _________常数0.0044476 0.007814 0.56918 0.56923 GARCH {1} 0.84932 0.26495 3.2056 0.0013477 ARCH {1} 0.07325 0.14953 0.48986 0.62423 0.11227偏移0.039214 2.8629 0.0041974

模拟条件方差和响应的100条路径,用于从估计的GARCH模型的每个周期。

numObs = numel(NR);%样本量(T)numPaths = 100;的路径,以模拟%数RNG(1);%用于重现[VSIM,YSim] =模拟(EstMdl,numObs,'NumPaths',numPaths);

VSIMYSimŤ-通过-numPaths矩阵。行对应于一个取样周期,并且列对应于一个模拟路径。

积的平均值和所述模拟路径的97.5%和2.5%百分位数。比较仿真统计原始数据。

VSimBar =意味着(VSim, 2);VSimCI =分位数(VSim,[0.025 0.975],2);YSimBar =意味着(YSim, 2);YSimCI =分位数(YSim,[0.025 0.975],2);图;次要情节(2,1,1);h1 =情节(日期、VSim'颜色',0.8 *也是(1,3));保持;H2 =图(日期,VSimBar,'K--'“线宽”,2);H3 =图(日期,VSimCI,“r——”“线宽”,2);保持;标题(模拟的条件方差的);ylabel('条件。变种“。);xlabel('年');副区(2,1,2);H1 =图(日期,YSim,'颜色',0.8 *也是(1,3));保持;h2 =情节(日期、YSimBar'K--'“线宽”,2);H3 =图(日期,YSimCI,“r——”“线宽”,2);保持;标题(“模拟名义回报”);ylabel('名义收益率(%)');xlabel('年');传奇([h1 h2 (1) h3 (1)), {“模拟路径”'意思'“置信区间”},...“字形大小”,7,'位置''西北');

有条件的预测从一个完全指定的方差GARCH模型对象。也就是说,从估计预测GARCH模型或已知GARCH在您指定的所有参数值模型。该示例从如下估计GARCH模型

加载Data_Danish数据集。

加载Data_Danish;nr = DataTable.RN;

建立GARCH(1,1)与未知条件均值偏移模型,以及模型拟合年度,名义回报系列。

MDL = GARCH('GARCHLags',1'ARCHLags',1“偏移”大,NaN);EstMdl =估计(MDL,NR);
GARCH(1,1)条件方差模型与偏移(高斯分布):值StandardError的TStatistic p值_________ _____________ __________ _________常数0.0044476 0.007814 0.56918 0.56923 GARCH {1} 0.84932 0.26495 3.2056 0.0013477 ARCH {1} 0.07325 0.14953 0.48986 0.62423 0.11227偏移0.039214 2.8629 0.0041974

利用所估计的GARCH模型预测的名义回报率序列的条件方差10年到未来。指定整个收益率序列作为样品前观察。使用样品前观测和模型软件推断样品前条件方差。

numPeriods = 10;VF =预测(EstMdl,numPeriods,NR);

绘制名义收益率的预测条件方差。比较预测观测到的条件方差。

v =推断(EstMdl nr);图;情节(日期、v、凯西:”“线宽”,2);保持;图(时间(结束):时间(结束)+ 10,[V(端部);室颤]'R'“线宽”,2);标题(“名义收益率的预测条件方差”);ylabel(“条件方差”);xlabel('年');传说({“估计样品COND。变种“。“预测COND。变种“。},...'位置''最好');

更多关于

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提示

你可以指定一个GARCH建模为条件均值和方差的模型组合物的一部分。有关详细信息,请参阅华宇

参考

[1]纂,R.S。财务时间序列分析。3版,霍博肯,新泽西州:约翰威利和儿子公司,2010年。

介绍了在R2012a