In addition to the parameters already appearing in table 6, KS(normal), KS(GC), and Log-Lik represent the Kolmogorov-Smirnov tests for normality, for data to be generated as a Gram-Charlier density, and the log-likelihood value. LRT represents the likelihood-ratio test statistics that the conditional density of residuals is a Gram-Charlier density versus a normal one.
Figure 1
represents equations (5) of the text for various values of zwith|z| ≥√3.We also present the envelope given as a solution to (5) and (6).
Figure 2
represents the same as figure 1 but with |z| < √3. The scale differs in both figures.Figure 3
presents the plot of the envelope asz varies from−∞to+∞. For skew-19ness and kurtosis located in the interior of the domain D, delimited byAM1BM2A, the Gram-Charlier expansion is actually a density.
Figure 4
indicates how we replace the discrete envelope AM1BM2A with seg-ments (not to scale) allowing for a continuous representation of the boundary. The parameters of points 1 to 6 correspond to rows 1 to 6 of tables 2 and 3. Points 7 to 12, out of the domain, correspond to rows 7 to 12 of table 3. For given kurtosis the points correspond to 75, 95, 125 and 150% of the segment [0, su].Figure 5
represents risk-neutral densities estimated without positivity constraints.The data is FRF/DEM options on April 25th 1997.
Figure 6
represents risk-neutral densities estimated with positivity constraints.The data is FRF/DEM options on April 25th 1997.
Figure 7
displays the density of a mixture of normals corresponding to the pa-rameters of point 1 that is µ = 0, σ = 1, s = 0.56, k = 1.Figure 8
displays for the Deutsche Mark to $U.S. series a GARCH regression with a Gram-Charlier density for the innovations. We also present a Kernel estimation of the density of the estimated innovations as well as a normal density with parameters equal to the ones of the innovations.20
1 month 3 month 6 month 12 month
σ 0,0280 0,0275 0,0291 0,0296
s 1,5875 1,7769 1,5724 1,5121
k 0,8836 1,1790 4,7630 4,8310
Table 1. Estimates of the Gram-Charlier expansion without positivity constraints Without positivity constraints
1 month 3 month 6 month 12 month
σ 0,0295 0,0291 0,0276 0,0281
s 0,3781 0,9563 0,9808 0,9772
k 2,9920 3,1428 3,0583 3,0720
Table 2. Estimates of the Gram-Charlier expansion with positivity constraints After imposing positivity constraints
µ σ s k µ σ s k µ σ s k 1 0,00 1,00 0,56 1,00 -0,0015 0,9906 0,5451 0,8666 0,0240 0,0164 0,1277 0,2384 2 0,00 1,00 0,71 1,00 0,0011 0,9895 0,6940 0,9254 0,0225 0,0200 0,1115 0,1812 3 0,00 1,00 0,76 2,00 0,0015 0,9946 0,7723 1,9814 0,0233 0,0174 0,0621 0,1681 4 0,00 1,00 0,97 2,00 -0,0042 0,9940 0,9616 1,9850 0,0214 0,0167 0,0459 0,1222 5 0,00 1,00 0,42 3,80 0,0017 0,9976 0,4364 3,7930 0,0210 0,0105 0,0922 0,0904 6 0,00 1,00 0,54 3,80 0,0009 0,9967 0,5414 3,7776 0,0209 0,0128 0,0930 0,0769 Table 3. ML estimation of Gram-Charlier parameters when the true DGP is Gram-Charlier
Theoretical parameters ML estimates STD of ML estimates
p d1 d2 s12 s22 s k M5 s k µ σ s k µ σ s k 1 0,340 -0,418 0,215 0,012 1,373 0,56 1,0 4,1 0,572 1,003 -0,038 0,945 0,397 0,853 0,028 0,030 0,247 0,533 2 0,375 -0,479 0,288 0,008 1,375 0,71 1,0 5,3 0,716 1,029 -0,064 0,919 0,566 1,088 0,031 0,033 0,224 0,440 3 0,248 0,601 -0,199 2,083 0,483 0,76 2,0 10,3 0,760 1,986 -0,005 0,985 0,581 1,299 0,020 0,024 0,105 0,251 4 0,321 0,632 -0,299 1,822 0,334 0,97 2,0 11,2 0,975 1,950 -0,030 0,955 0,781 1,548 0,022 0,021 0,057 0,127 5 0,250 0,219 -0,073 2,900 0,344 0,42 3,8 6,9 0,416 3,707 -0,010 0,944 0,251 2,229 0,020 0,027 0,083 0,174 6 0,249 0,280 -0,093 2,875 0,342 0,54 3,8 8,7 0,561 3,816 -0,009 0,941 0,326 2,216 0,023 0,027 0,087 0,164 7 0,441 -0,544 0,429 0,017 1,357 0,94 1,0 7,2 0,931 0,995 -0,111 0,874 0,786 1,338 0,024 0,026 0,088 0,194 8 0,148 1,958 -0,341 0,376 0,325 1,12 1,0 8,5 1,127 1,009 -0,120 0,894 1,027 2,078 0,015 0,013 0,010 0,084 9 0,440 0,596 -0,468 1,604 0,028 1,27 2,0 11,6 1,278 1,977 -0,171 0,775 0,928 2,148 0,023 0,034 0,026 0,120 10 0,178 1,815 -0,394 0,718 0,191 1,53 2,0 13,4 1,526 1,974 -0,159 0,837 1,045 2,593 0,014 0,016 0,004 0,075 11 0,249 0,374 -0,124 2,819 0,336 0,70 3,8 11,3 0,710 3,712 -0,013 0,947 0,426 2,269 0,023 0,026 0,079 0,142 12 0,251 0,453 -0,152 2,746 0,324 0,85 3,8 13,3 0,849 3,820 -0,018 0,941 0,514 2,251 0,020 0,023 0,080 0,150 Table 4. Estimation of Gram-Charlier parameters when the true DGP is a mixture of normals
STD of ML estimates Parameters of mixture distribution Theoretical moments Simulated moments Average ML estimates
GBP YEN DEM FRF CAD
mean 0,0047 -0,0773 -0,0212 0,0187 0,0324
STD(mean) 0,0427 0,0445 0,0436 0,0425 0,0184
std 1,4573 1,5189 1,4886 1,4492 0,6273
STD(std) 0,0498 0,0477 0,0429 0,0447 0,0189
sk 0,2254 -0,5962 -0,1285 0,0063 -0,0723
STD(sk) 0,2557 0,2115 0,1884 0,2145 0,2173
xku 3,4524 2,6008 1,8638 2,4241 2,2484
STD(xku) 0,8669 1,0382 0,6340 0,6825 0,7970
W 15,86 8,13 8,79 12,85 8,46
p-value 0,0004 0,0172 0,0123 0,0016 0,0146
JB 588,43 397,35 171,84 285,25 246,40
KS 2,12 2,18 1,43 1,40 1,34
Engle 5 88,25 44,13 47,53 40,81 64,59
AR(1) 0,030 0,066 0,040 0,040 -0,015
AR(2) 0,005 0,112 0,045 0,047 0,025
Q(5) 1,30 4,83 1,33 1,50 1,29
Table 5. Descriptive statistics for the weekly Foreign Exchange data
GBP YEN DEM FRF CAD
w 0,0526 0,2824 0,1637 0,0934 0,0358
STE(w) 0,0274 0,1315 0,0849 0,0533 0,0137
a 0,0990 0,0982 0,1186 0,1308 0,1079
STE(a) 0,0258 0,0326 0,0371 0,0408 0,0252
b 0,8814 0,7832 0,8125 0,8354 0,8048
STE(b) 0,0241 0,0729 0,0634 0,0463 0,0424
sk 0,32 -0,66 -0,02 0,12 0,13
sk* 4,50 -9,18 -0,29 1,60 1,85
xku 2,38 2,58 1,21 1,53 1,88
xku* 16,56 17,98 8,41 10,67 13,12
KS 1,53 2,02 1,20 1,22 1,08
Log-Lik -2007,50 -2116,32 -2079,19 -2042,77 -1079,54 Table 6: GARCH estimates under normality assumption
GBP YEN DEM FRF CAD
w 0,0529 0,2034 0,1305 0,0620 0,0326
STE(w) 0,0298 0,1083 0,0775 0,0353 0,0118
a 0,1098 0,0832 0,1170 0,1284 0,1143
STE(a) 0,0351 0,0295 0,0385 0,0437 0,0256
b 0,8756 0,8354 0,8321 0,8579 0,8113
STE(b) 0,0303 0,0612 0,0611 0,0406 0,0363
s 0,1885 -0,3724 -0,1483 -0,0410 -0,0142
STE(s) 0,0880 0,1003 0,0968 0,0994 0,0621
k 0,9811 1,1231 0,7015 0,9639 0,8152
STE(k) 0,2258 0,2201 0,2034 0,2320 0,2183
sk 0,32 -0,67 -0,02 0,11 0,14
sk* 4,41 -9,33 -0,31 1,58 1,92
xku 2,38 2,60 1,21 1,55 1,89
xku* 16,56 18,09 8,44 10,76 13,15
KS(Norm) 1,52 2,02 1,23 1,21 1,08
KS(GC) 0,70 1,05 0,63 0,54 0,61
Log-Lik -1986,77 -2081,40 -2066,73 -2023,46 -1064,50
LRT 41,45 69,84 24,92 38,63 30,08
Table 7: GARCH estimates with Gram-Charlier density
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