No. 14. FX Basket Options. Jürgen Hakala, Uwe Wystup. September 2008. Frankfurt School of Finance & Management Standard Chartered Bank



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Transkript:

Cnr for Praccal Quanav Fnanc No. 4 FX Bask Opons Jürgn Hakala, Uw Wysup pmbr 008 Auhor: Prof. Dr. Uw Wysup Dr. Jürgn Hakala Profssor of Fnanc Quanav Dvlopmn - Global Marks Frankfur chool of Fnanc & Managmn andard Charrd Bank Frankfur/Man London u.wysup@frankfur-school.d jurgn.hakala@uk.sandardcharrd.com Publshr: Frankfur chool of Fnanc & Managmn Phon: +49 0 69 54 008-0 Fax: +49 0 69 54 008-78 onnmannsr. 9- D-6034 Frankfur/M. Grmany

Absrac W xplan h valuaon and corrlaon hdgng of Forgn Exchang Bask Opons n a mul-dmnsonal Black-chols modl ha allows ncludng h sml. h chnqu prsnd s a fas analyc approxmaon o an accura soluon of h valuaon problm. Ky words: Forgn Exchang Opos, Bask Opons, Corrlaon Rsk, Volaly ml Modllng, Io-aylor Expanson JEL classfcaon: C63, F3, G,G3, IN: 4369753 hs arcl s an xnson of [] cf. Rfrncs and has bn commssond as a conrbuon o Wly s Encyclopda of Quanav Fnanc.

Conn. Inroducon... 4. Bask Opons... 4 3. Prcng Bask Opons... 5 3.. Exac Mhod... 5 3.. A mpl Approxmaon... 5 3.3. A Mor Acura and Equally Fas Approxmaon... 6 4. Corrlaon Rsk... 7 5. Praccal Exampl... 7 6. Uppr Bound by Vanlla Opons... 9 7. ml Adjusmn... 9 8. Conclusons... 0 Rfrncs... 3

. Inroducon In many cass corpora and nsuonal currncy managrs ar facd wh an xposur n mor han on currncy. Gnrally hs xposurs would b hdgd usng ndvdual srags for ach currncy. hs srags ar composd of spo ransacons, forwards, and n many cass opons on a sngl currncy. Nvrhlss, hr ar nsrumns ha nclud svral currncs, and hs can b usd o buld a mul-currncy sragy ha s almos always chapr han h porfolo of h ndvdual srags. As a promnn xampl w xplan bask opons n dal.. Bask Opons Bask opons ar drvavs basd on a common bas currncy, say, and svral ohr rsky currncs. h opon s acually wrn on h bask of rsky currncs. Bask opons ar Europan opons payng h dffrnc bwn h bask valu and h srk, f posv, for a bask call, or h dffrnc bwn srk and bask valu, f posv, for a bask pu rspcvly a maury. h rsky currncs hav dffrn wghs n h bask o rflc h dals of h xposur. For xampl, a bask call on wo currncs U-$ and JP- pays off max a + a ; 0 0 0 K a maury, whr dnos h xchang ra of /$ and dnos h xchang ra of / a m, a h corrspondng wghs and K h srk. A bask opon procs agans a drop n boh currncs a h sam m. Indvdual opons on ach currncy covr som cass, whch ar no procd by a bask opon shadd rangular aras and ha s why hy cos mor han a bask. 4

h llpsods connc h pons ha ar rachd wh h sam probably assumng ha h forward prcs ar a h cnr. 3. Prcng Bask Opons Bask opons should b prcd n a conssn way wh plan vanlla opons. Hnc h basc modl assumpon s a log-normal procss for h ndvdual corrlad bask componns. A dcomposon no uncorrlad componns of h xchang ra procsss d µ d + N Ω j j dw j s h bass for prcng. Hr nrs ra of h -h currncy par, ncrmns. h covaranc marx s gvn by µ dnos h dffrnc bwn h forgn and h domsc dwj h j -h componn of ndpndn Brownan Cj ΩΩ j ρjσσ j. Hr volaly of h -h currncy par and ρ j h corrlaon coffcns. σ dnos h 3.. Exac Mhod arng wh h uncorrlad componns h prcng problm s rducd o h N - dmnsonal ngraon of h payoff. hs mhod s accura bu rahr slow for mor han wo or hr bask componns. 3.. A mpl Approxmaon A smpl approxmaon mhod assums ha h bask spo slf s a log-normal procss wh drf µ and volaly σ drvn by a Wnr Procss W wh soluon [ µ d + σdw ] d W σ + µ σ gvn w know h spo a m. I s a fac ha h sum of log-normal procsss s no log-normal slf, bu as a crud approxmaon s cranly a quck mhod ha s asy o mplmn. In ordr o prc h bask call h drf and h volaly of h bask spo nd o b drmnd. hs s don by machng h frs and scond momn of h bask spo 5

6 wh h frs and scond momn of h log-normal modl for h bask spo. h momns of log-normal spo ar: E µ+σ µ Ε W solv hs quaons for h drf and volaly σ µ ln ln E E E In hs formula w now us h momns for h bask spo:, j N j j N N k jk k j Ω Ω + +µ µ µ α α Ε α Ε h prcng formula s h wll-known Black-chols-Mron formula for plan vanlla call opons: σ ± σ υ ± µ + K F d F d K d F r d ln 0 0 N N Hr N dnos h cumulav normal dsrbuon funcon and d r h domsc nrs ra. 3.3. A Mor Acura and Equally Fas Approxmaon h prvous approach can b akn on sp furhr by nroducng on mor rm n h Iô- aylor xpanson of h bask spo, whch rsuls n d d K F d F d K d F r d λ σ + λ λ λ σ λ λ + + λ σ σ λ υ λ λσ + λ µ ln 0 0 N N h nw paramr λ s drmnd by machng h hrd momn of h bask spo and h modl spo. For dals s [].

Mos rmarkably hs major mprovmn n h accuracy only rqurs a margnal addonal compuaon ffor. 4. Corrlaon Rsk Corrlaon coffcns bwn mark nsrumns ar usually no oband asly. Ehr hsorcal daa-analyss or mpld calbraons nd o b don. Howvr, n h forgn xchang mark h cross nsrumn s radd as wll,.g., for h xampl abov $/ spo and opons ar radd, and h corrlaon can b drmnd from hs conrac. In fac, dnong h volals as n h rahdron, w oban formula for h corrlaon coffcns n rms of known mark mpld volals: ρ ρ 34 σ σ 3 σ σ σ σ 6 + σ σ 3 σ σ 4 σ 5 hs mhod also allows hdgng corrlaon rsk by radng FX mpld volaly. For dals s []. 5. Praccal Exampl W wan o fnd ou how much on can sav usng a bask opon. W ak as a bas currncy and consdr a bask of hr currncs $, and. For h volals w ak 7

h rsulng corrlaon coffcns ar h amoun of opon prmum on can sav usng a bask call rahr han hr ndvdual call opons s llusrad n h followng abl. h amoun of prmum savd ssnally dpnds on h corrlaon of h currncy pars. In h nx fgur w ak h paramrs of h prvous scnaro, bu rsrc ourslvs o h currncs $ and. 8

6. Uppr Bound by Vanlla Opons I s acually clar ha h prc of h wo vanlla opons n h prvous xampl s an uppr bound of h bask opon prc. I sms nuvly clar ha for a corrlaon of 00% h prc s h sam. urprsngly ha s jus h cas f a spcfc rlaon bwn h srk of h ndvdual opons and hr volals s sasfd. h bask srk has o sasfy whch lads o h naural choc K K a + a 0 K 0, K 0 K a + a. h ndvdual componns consrans can b sasfd by choosng K 0 µ + σ +χσ for som arbrary, bu common χ for all bask componns. 7. ml Adjusmn For h dscrbd prcng mhod hr s no sml consdrd. Gvn h volaly sml for vanlla opons σ K, wh h sam maury as h bask opon, h mpld dnsy P for ach currncy par n h bask can b drvd from vanlla prcs V. 9

r PK, V K, σ K, KK A mappng ϕ w can b drvd whch maps h log-normal random numbrs o smladjusd random numbrs for ach currncy par. h mplc consrucon solvs h problm for h probably of h mappd Brownan o b h sam as h sml mpld probably. Usng Mon Carlo smulaon o prc vanlla opons usng h mappng, can b shown ha n h lm h drvd prcs ar prfcly n ln wh h sml. h formula for h Mon Carlo smulaon for a ralzaon of a Brownan w s gvn by 0, w 0 µ + σ +ϕ w σ. o prc h bask opon usng h sml n Mon Carlo a squnc of ndpndn random numbrs s usd. hs random numbrs ar corrlad usng h squar-roo marx Ω as abov and hs ar fd no h ndvdual mappngs, hnc gnrang h smulad spo a h bask maury. Evaluang h pay off and avragng wll gnra a sml adjusd prc s abl blow. Black-chols prcs and sml adjusd prcs ar shown nx o ach ohr for a drc comparson. Bas currncy EUR nomnal n EUR 39,007.00 currncs UD JPY GBP nomnals 9% 30% 4% RR 5d -0.5% -4.30%.0% Fly 5d 0.30% 0.7% 0.5% B-valus n EUR 35 7 33 ml valus n EUR 33 68 78 Bask sml valu 554 um of ndvduals sml 680 Bask valu 563 um of ndvduals 695 8. Conclusons Many corpora clns ar xposd o mul-currncy rsk. On way o urn hs fac no an advanag s o us mul-currncy hdg nsrumns. W hav shown ha bask opons ar convnn nsrumns procng agans xchang ras of mos of h bask componns changng n h sam drcon. A rahr unlkly mark mov of half of h currncs xchang ras n oppos drcons s no procd by bask opons, bu whn akng hs rsdual rsk no accoun h hdgng cos s rducd subsanally. h sml mpac on h bask can b calculad rahr asly whou rfrrng o a spcfc modl, bcaus h produc s pah ndpndn. 0

Rfrncs [] Hakala, J. and Wysup, U. 00. Forgn Exchang Rsk. Rsk Publcaons, London. [] Hakala, J. and Wysup, U. 00. Makng h mos ou of Mulpl Currncy Exposur: Procon wh Bask Opons. h Euromony Forgn Exchang and rasury Managmn Handbook 00. Adran Hornbrook.

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