Volatility clustering is a common phenomenon in financial time series. Typically, linear models are used to describe the temporal autocorrelation of the (logarithmic) variance of returns. Considering the difficulty in estimation of this model, we construct a Dynamic Bayesian Network, which utilizes the conjugate prior relation of normal-gamma and gamma-gamma, so that at each node, its posterior form locally remains unchanged. This makes it possible to quickly find approximate solutions using variational methods. Furthermore, we ensure that the volatility expressed by the model is an independent incremental process after inserting dummy gamma nodes between adjacent time steps. We have found that, this model has two advantages: 1) It can be proved that it can express heavier tails than Gaussians, i.e., have positive excess kurtosis, compared to popular linear models. 2) If the variational inference(VI) is used for state estimation, it runs much faster than Monte Carlo(MC) methods, since the calculation of the posterior uses only basic arithmetic operations. And, its convergence process is deterministic. We tested the model, named Gam-Chain, using recent Crypto, Nasdaq, and Forex records of varying resolutions. The results show that: 1) In the same case of using MC, this model can achieve comparable state estimation results with the regular lognormal chain. 2) In the case of only using VI, this model can obtain accuracy that are slightly worse than MC, but still acceptable in practice; 3) Only using VI, the running time of Gam-Chain, under the most conservative settings, can be reduced to below 20% of that based on the lognormal chain via MC.


翻译:挥发性群集是财务时间序列中常见的现象。 通常, 使用线性模型来描述回报( logariphic) 差异( logatic) 的暂时自动关系。 考虑到这个模型的估算难度, 我们建造了一个动态贝叶西亚网络, 使用正常伽马和伽马- 伽马的共性先前关系, 这样在每一个节点上, 它的尾部( VI) 都保持不变。 这样可以快速找到使用变异方法的近似解决方案。 此外, 我们确保模型显示的波动是一个独立递增过程, 在相邻时间步骤之间插入模拟伽马节点。 我们发现, 这个模型有两个优点 :(1) 它可以显示比高巴比高的更重的尾部, 也就是说, 与流行的线性模型相比, 其后部( VI) 的变异性( VI) 方法比蒙特卡洛( MC) 的模型要快得多, 因为计算后期操作只能使用基本的算法操作。 而且, 它的合并过程是威慑性的过程。 我们测试了模型, 以Gam- Chain (I) MC 的常规记录, 只能用这个比较的模型, 显示 。

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