This paper is concerned with volatility computations for high frequency time series. A threshold-asymmetric realized volatility (T-RV) is suggested to capture a leverage effect. The T-RV is compared with various conventional volatility computations including standard realized volatility, GARCH-type volatilities, historical volatility and exponentially weighted moving average volatility. High frequency KOSPI data are analyzed for illustration.
The paper is concerned with high frequency financial time series. A weighted hybrid volatility is suggested to compute daily volatilities based on high frequency data. Various realized volatility (RV) computations are reviewed and the weights are chosen by minimizing the differences between the hybrid volatility and the realized volatility. A high frequency time series of KOSPI200 index is illustrated via QLIKE and Theil-U statistics.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.17
no.2
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pp.293-308
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2010
In this paper, we examine the forecasting KOSPI 200 realized volatility by volatility measurements. The empirical investigation for KOSPI 200 daily returns is done during the period from 3 January 2003 to 29 June 2007. Since Korea Exchange(KRX) will launch VKOSPI futures contract in 2010, forecasting VKOSPI can be an important issue. So we analyze which volatility measurements forecast VKOSPI better. To test this hypothesis, we use 5-minute interval returns to measure realized volatilities. Also, we propose a new methodology that reflects the synchronized bidding and simultaneously takes it account the difference between overnight volatility and intra-daily volatility. The t-test and F-test show that our new realized volatility is not only different from the realized volatility by a conventional method at less than 0.01% significance level, also more stable in summary statistics. We use the correlation analysis, regression analysis, cross validation test to investigate the forecast performance. The empirical result shows that the realized volatility we propose is better than other volatilities, including historical volatility, implied volatility, and convention realized volatility, for forecasting VKOSPI. Also, the regression analysis on the predictive abilities for realized volatility, which is measured by our new methodology and conventional one, shows that VKOSPI is an efficient estimator compared to historical volatility and CRR implied volatility.
We note that the dynamics of realized volatilities (RVs) are near the boundary between stationarity and non-stationarity because RVs have persistent long-memory and are often subject to fairly large outlying values. To forecast realized volatility, we consider a new method that adaptively use models with and without unit root according to the abnormality of observed RV: heterogeneous autoregressive (HAR) model and the Integrated HAR (IHAR) model. The resulting method is called the IHAR-O-HAR method. In an out-of-sample forecast comparison for the realized volatility datasets of the 3 major indexes of the S&P 500, the NASDAQ, and the Nikkei 225, the new IHAR-O-HAR method is shown superior to the existing HAR and IHAR method.
We have studied the realized variance(RV) of intra-day returns and market microstructure noise based on high-frequency stock transaction data for the four largest companies in terms of market capitalization in the KOSPI. First, non-negligible biases are observed for the RV and for the bias-corrected realized variance($RV_{AC_1}$) which is constructed by adjusting RV for the first order autocorrelation in intra-day returns. Bias is more obvious for the RV and the $RV_{AC_1}$ when intra-day returns are sampled more frequently than every 2 minutes. Transaction Time Sampling(TTS) is shown to be better than Calendar Time Sampling(CTS) in terms of biases of the RV and the $RV_{AC_1}$ for the 4 companies. The analysis reveals that market microstructure noise is temporally dependent. Second, by using the Noise-to-Signal Ratio(NSR), we estimate sampling frequencies that are optimal in terms of the Mean Square Errors(MSE) of the RV and the $RV_{AC_1}$. The optimal sampling frequencies are around 200 for RV and is around 5000 for the $RV_{AC_1}$ for all the four stock prices. For the 6 hour transaction period of the Korean stock trading, these correspond to about 2 minutes and 6 seconds.
The heterogeneous autoregressive (HAR) model is a simple linear model that is commonly used to explain long memory in the realized volatility. However, as realized volatility has more complicated features such as conditional heteroscedasticity, leverage effect, and volatility clustering, it is necessary to extend the simple HAR model. Therefore, to better incorporate the stylized facts, we propose a threshold HAR model with GARCH errors, namely the THAR-GARCH model. That is, the THAR-GARCH model is a nonlinear model whose coefficients vary according to a threshold value, and the conditional heteroscedasticity is explained through the GARCH errors. Model parameters are estimated using an iterative weighted least squares estimation method. Our simulation study supports the consistency of the iterative estimation method. In addition, we show that the proposed THAR-GARCH model has better forecasting power by applying to the realized volatility of major 21 stock indices around the world.
Multivariate GARCH models are interested in conditional variances (volatilities) as well as conditional correlations between return time series. This paper is concerned with high-frequency multivariate financial time series from which realized volatilities and realized conditional correlations of intra-day returns are calculated. Existing multivariate GARCH models are reviewed comparatively with the realized volatility via canonical correlations and value at risk (VaR). Korean stock prices are analysed for illustration.
This study empirically analyzes the effects of international oil prices on domestic stock market volatility. The data used for the analysis are 10-minute high-frequency data of the KOSPI index and WTI futures price from January 2, 2015, to July 30, 2021. For using the high-frequency data, a heterogeneous autoregression (HAR) model is employed. The analysis model utilizes the advantages of high frequency data to observe the impact of international oil prices through realized volatility, realized skewness, and kurtosis as well as oil price return. In the estimation, the Box-Cox transformation is applied in consideration of the distribution of realized volatility with high skewness. As a result, it finds that the daily return fluctuation of the WTI price has a statistically significant positive (+) effect on the volatility of the KOSPI return. However, the volatility, skewness, and kurtosis of the WTI return do not appear to affect the volatility of the KOSPI return. This result is believed to be because the volatility of the KOSPI return reflects the daily change in the WTI return, but does not reflect the intraday trading behavior of investors.
This study makes an empirical comparison of various realized volatilities (RVs) in terms of overnight returns. In financial asset markets, during overnight or holidays, no or few trading data are available causing a difficulty in computing RVs for a whole span of a day. A review will be made on several RVs reflecting overnight return variations. The comparison is made for forecast accuracies of several RVs for some financial assets: the US S&P500 index, the US NASDAQ index, the KOSPI (Korean Stock Price Index), and the foreign exchange rate of the Korea won relative to the US dollar. The RV of a day is compared with the square of the next day log-return, which is a proxy for the integrated volatility of the day. The comparison is made by investigating the Mean Absolute Error (MAE) and the Root Mean Square Error (RMSE). Statistical inference of MAE and RMSE is made by applying the model confidence set (MCS) approach and the Diebold-Mariano test. For the three index data, a specific RV emerges as the best one, which addresses overnight return variations by inflating daytime RV.
We investigate multivariate volatilities based on high frequency time series. The PCA (principal component analysis) method is employed to achieve a dimension reduction in multivariate volatility. Multivariate realized volatilities (RV) with various frequencies are calculated from high frequency data and "optimum" frequency is suggested using PCA. Specifically, RVs with various frequencies are compared with existing daily volatilities such as Cholesky, EWMA and BEKK after dimension reduction via PCA. An analysis of high frequency stock prices of KOSPI, Samsung Electronics and Hyundai motor company is illustrated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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