An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
Transcript of An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 1/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
An introduction to Levy processeswith financial modelling in mind
Matthias Winkel
Department of Statistics, University of Oxford
27 May 2008
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 2/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
1 Motivation
2 The structure of Levy processesExamples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
Parametric families of Levy processes
3 Modelling and inferenceGeneral modelling with Levy processesModelling financial price processes
Quadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
4 References
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 3/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
MotivationHistorically
Continuous-time analogues and limits of random walks,generalisations of Brownian motion
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 4/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
MotivationHistorically
Continuous-time analogues and limits of random walks,generalisations of Brownian motion
Prototypes of Markov processes: simple dependence structure, spatialas well as temporal homogeneity
Prototypes of semimartingales: suitable for stochastic calculus
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
M i i
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 5/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
MotivationHistorically
Continuous-time analogues and limits of random walks,generalisations of Brownian motion
Prototypes of Markov processes: simple dependence structure, spatialas well as temporal homogeneity
Prototypes of semimartingales: suitable for stochastic calculusApplications to insurance ruin, storage problems, dams etc.
Subordination of Markov processes by increasing Levy processes
Relationships to other classes of Markov processes: branching
processes, self-similar Markov processes
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
M ti ti
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 6/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
MotivationHistorically
Continuous-time analogues and limits of random walks,generalisations of Brownian motion
Prototypes of Markov processes: simple dependence structure, spatialas well as temporal homogeneity
Prototypes of semimartingales: suitable for stochastic calculusApplications to insurance ruin, storage problems, dams etc.
Subordination of Markov processes by increasing Levy processes
Relationships to other classes of Markov processes: branching
processes, self-similar Markov processesMore recently
Financial modelling: non-Normal returns, volatility smiles
Financial modelling: stochastic volatility, leverage effects
Population and phylogenetic models: trees encoded in Levy processesMatthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 7/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
The structure of Levy processes
Definition (Levy process)
A Levy process is a continuous-time stochastic process (X t , t ≥ 0) with
stationary increments
independent increments
and cadlag paths
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 8/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
The structure of Levy processes
Definition (Levy process)
A Levy process is a continuous-time stochastic process (X t , t ≥ 0) with
stationary increments
X t +s − X t has the same distribution as X s for all t ≥ 0, s ≥ 0,independent increments
and cadlag paths
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 9/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
The structure of Levy processes
Definition (Levy process)
A Levy process is a continuous-time stochastic process (X t , t ≥ 0) with
stationary increments
X t +s − X t has the same distribution as X s for all t ≥ 0, s ≥ 0,independent increments
X t j − X t j −1 , j = 1, . . . , n, are independent for all 0 ≤ t 0 < . . . < t n
and cadlag paths
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 10/47
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
The structure of Levy processes
Definition (Levy process)
A Levy process is a continuous-time stochastic process (X t , t ≥ 0) with
stationary increments
X t +s − X t has the same distribution as X s for all t ≥ 0, s ≥ 0,independent increments
X t j − X t j −1 , j = 1, . . . , n, are independent for all 0 ≤ t 0 < . . . < t n
and cadlag paths
t → X t is a.s. right-continuous with left limits.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 11/47
Moti ationThe structure of Levy processes
Modelling and inferenceReferences
Examples of Le y processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
The structure of Levy processes
Definition (Levy process)
A Levy process is a continuous-time stochastic process (X t , t ≥ 0) with
stationary increments
X t +s − X t has the same distribution as X s for all t ≥ 0, s ≥ 0,independent increments
X t j − X t j −1 , j = 1, . . . , n, are independent for all 0 ≤ t 0 < . . . < t n
and cadlag paths
t → X t is a.s. right-continuous with left limits.
This definition makes sense essentially for processes with values in a locallycompact topological group. We will focus on the real-valued case,extensions to k -dimensional Euclidean space are straightforward.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 12/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
p y pInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Examples
1. Brownian motion B t ∼ Normal(µt , σ2
t ).2. Poisson process N t ∼ Poisson(λt ) for some intensity λ ∈ (0, ∞).
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
Their moment generating functions exists, for all γ ∈ R:
E(e γ B t ) =
∞
−∞e γ x 1√
2πσ2e −(x −µ)2/(2σ2)dx = exp
t
µγ + 12 σ2γ 2
E(e γ N t ) =∞
n=0
e γ n(λt )n
n!e −λt = exp {t λ (e γ − 1)} .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 13/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
yInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Example
3. Compound Poisson process
C t =N t k =1
Ak ,
where Ak , k ≥ 1, independent
identically distributed
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
and (N t , t ≥ 1) is an independent Poisson process.
Its moment generating function exists if and only if E(e γ A1 ) exists and then
E(e γ C t ) =
∞n=0
E
exp
γ
nk =1
Ak
P(N t = n)
=∞
n=0
E
e γ A1
n (λt )n
n!e −λt = exp
t λE
e γ A1
− 1
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
Motivation Examples of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 14/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Example
3. Compound Poisson process
C t =N t k =1
Ak ,
where Ak , k ≥ 1, independentidentically distributed
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’
and (N t , t ≥ 1) is an independent Poisson process.
Its moment generating function exists if and only if E(e γ A1 ) exists and then
E(e γ C t ) =
∞n=0
E
exp
γ
nk =1
Ak
P(N t = n)
=∞
n=0
E
e γ A1
n (λt )n
n!e −λt = exp
t λE
e γ A1 − 1
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationTh f L´
Examples of Levy processesI fi i di i ibili d h L´ Khi hi f l
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 15/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Definition (Infinite divisibility)
A random variable Y (or its distribution) is called infinitely divisible if
Y ∼ Y (n)
1 + . . . + Y (n)n
for all n
≥2 and independent and identically distributed Y
(n)1 , . . . , Y
(n)n .
The distribution of Y (n) j will depend on n, but not on j .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationTh t t f L´
Examples of Levy processesI fi it di i ibilit d th L´ Khi t hi f l
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 16/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Definition (Infinite divisibility)
A random variable Y (or its distribution) is called infinitely divisible if
Y ∼ Y (n)
1 + . . . + Y (n)n
for all n
≥2 and independent and identically distributed Y
(n)1 , . . . , Y
(n)n .
The distribution of Y (n) j will depend on n, but not on j .
Proposition
X t is infinitely divisible for a Levy process (X t , t
≥0).
Proof.
We recall the stationarity and independence of increments and take
Y (n) j = X jt /n − X ( j −1)t /n.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 17/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Levy-Khintchine)
A random variable Y is infinitely divisible if and only if
E(e i ξY ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1 − i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
for some µ∈R, σ2
≥0, and ν on R
\ {0}
such that R
(1∧
x 2)ν (dx ) <∞
.
Furthermore, if E(e γ Y ) < ∞, then
E(e γ Y ) = expµγ +1
2σ2γ 2 + R e γ x − 1 − γ x 1{|x |≤1} ν (dx ) .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 18/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Levy-Khintchine)
A random variable Y is infinitely divisible if and only if
E(e i ξY ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1 − i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
for some µ∈R, σ2
≥0, and ν on R
\ {0}
such that R
(1∧
x 2)ν (dx ) <∞
.
Furthermore, if E(e γ Y ) < ∞, then
E(e γ Y ) = expµγ +1
2σ2γ 2 .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 19/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Levy-Khintchine)
A random variable Y is infinitely divisible if and only if
E(e i ξY ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1 − i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
for some µ∈R, σ2
≥0, and ν on R
\ {0}
such that R(1∧
x 2)ν (dx ) <∞
.
Furthermore, if E(e γ Y ) < ∞, then
E(e γ Y ) = exp R e γ x − 1 ν (dx ) .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 20/47
The structure of Levy processesModelling and inference
References
Infinite divisibility and the Levy Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Levy-Khintchine)
A random variable Y is infinitely divisible if and only if
E(e i ξY ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1 − i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
for some µ∈R, σ2
≥0, and ν on R
\ {0}
such that R(1∧
x 2)ν (dx ) <∞
.
Furthermore, if E(e γ Y ) < ∞, then
E(e γ Y ) = expµγ R − γ x 1{|x |≤1} ν (dx ) .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 21/47
y pModelling and inference
References
y yConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Levy-Khintchine)
A random variable Y is infinitely divisible if and only if
E(e i ξY ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1 − i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
for some µ∈R, σ2
≥0, and ν on R
\ {0}
such that R(1∧
x 2)ν (dx ) <∞
.
Furthermore, if E(e γ Y ) < ∞, then
E(e γ Y ) = expµγ +1
2σ2γ 2 + R e γ x − 1 − γ x 1{|x |≤1} ν (dx ) .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 22/47
y pModelling and inference
References
y yConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Levy-Khintchine)
A random variable Y is infinitely divisible if and only if
E(e i ξY ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1 − i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
for some µ∈R, σ2
≥0, and ν on R
\ {0}
such that R(1∧
x 2)ν (dx ) <∞
.
Furthermore, if E(e γ Y ) < ∞, then
E(e γ Y ) = exp
µγ +
1
2σ2γ 2 +
R e γ x − 1 − γ x 1{|x |≤1}
ν (dx )
.
In fact, Y ∼ B 1 + C 1 + M 1, where λ = ν ([−1, 1]c ), Ak ∼ λ−1ν |[−1,1]c and
M 1 = L2-limε↓0
C
(ε)1 −
R
x 1{ε<|x |≤1}ν (dx )
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 23/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Construction of Levy processes
Every Levy process is infinitely divisible. For every infinitely divisibledistribution there is a Levy process, the limit as ε ↓ 0 of
X (ε)t = µt + σW t + C t + M
(ε)t , M
(ε)t = C
(ε)t −t
R
x 1{ε<|x |≤1}ν (dx ),
where
(W t , t ≥ 0) is standard Brownian motion with W t ∼ Normal(0, t ),
(C t , t ≥ 0) is an independent compound Poisson process withλ = ν ((
−1, 1)c ), Ak
∼λ−1ν
|[−1,1]c ,
(C (ε)t , t ≥ 0) is an independent compound Poisson process with
λε = ν (ε < |x | ≤ 1), A(ε)k ∼ λ−1
ε ν |{ε<|x |≤1}.
Note that C (ε)t has jumps of sizes A
(ε)k ∈ {ε < |x | ≤ 1}.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formula
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 24/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
For a sequence a0 = 1, an ↓ 0, and I n = (an, an−1], I −n = [−an−1, −an),
X t = µt + σW t +n∈Z
C [n]t −µnt
, µ0 = 0, µn =
I n
x ν (dx ).
Convergence of this series means, we can approximate X t by onlyconsidering I −n0 , . . . , I n0 for sufficiently high n0.
Is compensation of small jumps necessary? In general, yes.However, if
R
(|x | ∧ 1)ν (dx ) < ∞, then we do not need compensation
E(e i ξX 1 ) = exp
i µ ξ − 1
2σ2ξ2 +
R e i ξx − 1−i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
;
if R
(|x |2 ∧ |x |)ν (dx ) < ∞, then we can also compensate big jumps
E(e i ξX 1 ) = exp
i µ ξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1−i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
M d lli d i f
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaC i d i l i f L´
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 25/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
For a sequence a0 = 1, an ↓ 0, and I n = (an, an−1], I −n = [−an−1, −an),
X t = µt + σW t +n∈Z
C [
n]t −µnt
, µ0 = 0, µn =
I n
x ν (dx ).
Convergence of this series means, we can approximate X t by onlyconsidering I −n0 , . . . , I n0 for sufficiently high n0.
Is compensation of small jumps necessary? In general, yes.However, if
R
(|x | ∧ 1)ν (dx ) < ∞, then we do not need compensation
E(e i ξX 1 ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R e i ξx − 1
ν (dx )
;
if R
(|x |2 ∧ |x |)ν (dx ) < ∞, then we can also compensate big jumps
E(e i ξX 1 ) = exp
i µ ξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1−i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
M d lli d i f
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaC t ti d i l ti f L´
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 26/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
For a sequence a0 = 1, an ↓ 0, and I n = (an, an−1], I −n = [−an−1, −an),
X t = µt + σW t +n∈Z
C [
n]t −µnt
, µ0 = 0, µn =
I n
x ν (dx ).
Convergence of this series means, we can approximate X t by onlyconsidering I −n0 , . . . , I n0 for sufficiently high n0.
Is compensation of small jumps necessary? In general, yes.However, if
R
(|x | ∧ 1)ν (dx ) < ∞, then we do not need compensation
E(e i ξX 1 ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R e i ξx − 1
ν (dx )
;
if R
(|x |2 ∧ |x |)ν (dx ) < ∞, then we can also compensate big jumps
E(e i ξX 1 ) = exp
i µ ξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1−i ξx 1{|x |≤1}
ν (dx )
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 27/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
For a sequence a0 = 1, an ↓ 0, and I n = (an, an−1], I −n = [−an−1, −an),
X t = µt + σW t +n∈Z
C [
n]t −µnt
, µ0 = 0, µn =
I n
x ν (dx ).
Convergence of this series means, we can approximate X t by onlyconsidering I −n0 , . . . , I n0 for sufficiently high n0.
Is compensation of small jumps necessary? In general, yes.However, if
R
(|x | ∧ 1)ν (dx ) < ∞, then we do not need compensation
E(e i ξX 1 ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R e i ξx − 1
ν (dx )
;
if R
(|x |2 ∧ |x |)ν (dx ) < ∞, then we can also compensate big jumps
E(e i ξX 1 ) = exp
i µξ − 1
2σ2ξ2 +
R
e i ξx − 1−i ξx
ν (dx )
.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 28/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Example (Compensation)
For µ
= σ
2
= 0, ν (dx ) = |x |−5/2
1{−3≤x <0}dx , the compensating drifts 3ε x ν (dx ) are 0.845, 2.496, 5.170 and 18.845 for ε = 1, ε = 0.3, ε = 0.1
and ε = 0.01. In the simulation, the slope increases (to infinity, as ε ↓ 0):
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 29/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Method (Simulation by time discretisation)
Fix a lag δ > 0. Denote F
−1
δ (u ) = inf {x ∈R
:P
(X δ ≤ x ) > u }. Simulate
X (1,δ)t = S [t /δ], where S n =
nk =1
Y k and Y k = F −1δ (U k ).
Method (Simulation by throwing away small jumps)Let σ2 = 0. Fix a jump size threshold ε > 0 so that λε = ν (|x | > ε) > 0.
Denote H −1ε (u ) = inf {x ∈ R : λ−1
ε ν ((−∞, x ] ∩ [−ε, ε]c ) > u }. Simulate
N t = #
{n
≥1 : T n
≤t
}, where T n =
n
k =1
Z k and Z k =
−λ−1ε ln(U 2k −1),
X (2,ε)t = S N t − b εt , where S n =
nk =1
Ak and Ak = H −1ε (U 2k ),
with b ε = µ
− {x ∈R:ε<|x |≤1} x ν (dx ).
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 30/47
Modelling and inferenceReferences
Construction and simulation of Levy processesParametric families of Levy processes
Theorem (Asmussen and Rosinski)
Let (X t , t ≥ 0) be a Levy process with characteristics (a, 0, ν ). Denote v (ε) =
ε−ε x 2ν (dx ). If v (ε)/ε2 → ∞ as ε ↓ 0, then
X t − X (2,ε)t
v (ε) →W t in distribution as ε
↓0
for an independent Brownian motion (W t )t ≥0
If v (ε)/ε2 → ∞, it is well-justified to adjust Method 2 to set
X (2+,ε)t = X (2,ε)
t +
v (ε)W t
for an independent Brownian motion. We thereby approximate thesmall jumps (that we throw away) by an independent Brownian motion.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 31/47
gReferences
y pParametric families of Levy processes
Parametric familiesWe can construct distributions that are infinitely divisible and consider
associated Levy processes.
1. Brownian motion B t ∼ Normal(µt , σ2t ), two parameters µ ∈ R,σ2 ≥ 0.
2. Gamma process G t
∼Gamma(αt , β ), two parameters α > 0, β > 0.
3. Generalised Variance Gamma process V t = G t − H t forG t ∼ Gamma(α+t , β +) and H t ∼ Gamma(α−t , β −) independent,four parameters α± > 0, β ± > 0.
4. Normal Inverse Gaussian Z t = B (2)I t
, I t = inf
{s
≥0 : B
(1)s > t
}for two
independent Brownian motions B (i )s ∼ Normal(µi s , σ2i s ), three
parameters µ1 ≥ 0, µ2 ∈ R, σ22 ≥ 0, w.l.o.g. σ2
1 = 1.
Advantages: explicit densities, useful for parameter estimation.Disadvantages: not much modelling freedom, may lead to poor fit
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 32/47
gReferences
y pParametric families of Levy processes
Gamma processes for parameters α = β ∈ {0.1, 1, 10, 100}.
0 2 4 6 8 10
0 . 0
0 .
2
0 .
4
0 .
6
0 . 8
1 . 0
Gamma process with shape parameter 0.1 and scale parameter 0.1time
0 2 4 6 8 10
0
1
2
3
4
5
6
7
Gamma process with shape parameter 1 and scale parameter 1time
0 2 4 6 8 10
0
2
4
6
8
Gamma process with shape parameter 10 and scale parameter 10time
0 2 4 6 8 10
0
2
4
6
8
1 0
Gamma process with shape parameter 100 and scale parameter 100time
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inference
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 33/47
References Parametric families of Levy processes
Variance gamma processes for parameters√
2α = β ∈ {1, 10, 100, 1000}.
0 2 4 6 8 10
− 2 . 0
− 1 . 5
− 1 . 0
− 0 . 5
0 . 0
Variance Gamma process with shape parameter 0.5 and scale parameter 1time
0 2 4 6 8 10
0
1
2
3
4
5
Variance Gamma process with shape parameter 50 and scale parameter 10time
0 2 4 6 8 10
0 .
0
0 . 5
1 .
0
1 .
5
2 . 0
Variance Gamma process with shape parameter 5000 and scale parameter 100time
0 2 4 6 8 10
− 0 . 5
0 . 0
0 . 5
1 . 0
1 . 5
2 . 0
Variance Gamma process with shape parameter 5e+05 and scale parameter 1000time
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processes
Modelling and inferencef
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processes
f f ´
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 34/47
References Parametric families of Levy processes
More flexibly, we can specify characteristics (µ, σ2, ν ).
1. Stable processes (S t , t
≥0) of index α
∈(0, 1) with µ = σ2 = 0,
ν (dx ) = |x |−α−1(c +1{x >0} + c −1{x <0})dx for further parametersc ± ≥ 0. They are the only Levy processes with S at = a1/αS t .
2. Stable processes (S t , t ≥ 0) of index α ∈ (1, 2) with µ = σ2 = 0,ν (dx ) = |x |−α−1(c +1{x >0} + c −1{x <0})dx for further parameters
c ± ≥ 0. They are the only Levy processes with S at = a1/α
S t . Slightvariation for α = 1. Brownian motion α = 2.
3. CGMY process (X t , t ≥ 0) with σ2 = µ = 0 and ν (dx ) = g (x )dx
g (x ) = C + exp{−G |x |}|x |−Y −1 x > 0C − exp
{−M
|x |}|
x |−Y −1 x < 0
for five parameters C ± > 0, G > 0, M > 0, Y ∈ [0, 2).
Advantages: more modelling freedom, can be easily generalised further,since any measure ν is admissible subject to
R(1 ∧ |x |2)ν (dx ) < ∞.
Disadvantages: probability density function not available explicitlyMatthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
R f
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesP t i f ili f L´
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 35/47
References Parametric families of Levy processes
Symmetric stable processes for parameters α ∈ {0.5, 1, 1.5, 1.8}.
0 2 4 6 8 10
− 6 0 0
− 4 0 0
− 2 0 0
0
Stable process with index 0.5 and cplus= 1 and cminus= 1time
0 2 4 6 8 10
− 4 0
− 2 0
0
2 0
Stable process with index 1 and cplus= 1 and cminus= 1time
0 2 4 6 8 10
− 2
0
2
4
6
8
1 0
1 2
Stable process with index 1.5 and cplus= 1 and cminus= 1time
0 2 4 6 8 10
− 2
0
2
4
6
8
Stable process with index 1.8 and cplus= 1 and cminus= 1time
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
Examples of Levy processesInfinite divisibility and the Levy-Khintchine formulaConstruction and simulation of Levy processesParametric families of Le processes
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 36/47
References Parametric families of Levy processes
Stable processes with no negative jumps for α ∈ {0.5, 0.8, 1.5, 1.8}.
0 2 4 6 8 10
0
1 0 0 0 0
2 0 0 0 0
3 0 0
0 0
Stable process with index 0.5 and cplus= 1 and cminus= 0time
0 2 4 6 8 10
0
2 0
4 0
6 0
8 0
Stable process with index 0.8 and cplus= 1 and cminus= 0time
0 2 4 6 8 10
− 1 0
− 5
0
5
1 0
1 5
2 0
Stable process with index 1.5 and cplus= 1 and cminus= 0time
0 2 4 6 8 10
0
2
4
6
8
1 0
Stable process with index 1.8 and cplus= 1 and cminus= 0time
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
General modelling with Levy processesModelling financial price processesQuadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 37/47
References Application: Volatility inference in the presence of jumps
Modelling and inference
Levy processes are semimartingales. As a consequence, stochastic integrals t 0
f (s )dX s and
t 0
Q (s )dX s
are well-defined for L2-functions f and predictable processes Q that are
appropriatelyL2
also.Example ((Non-Gaussian) Ornstein-Uhlenbeck process)
Let (X t , t ≥ 0) be a Levy process and λ ∈ (0, ∞). Then we call
Y t = e −λt
y 0 + t
0 e −λ(t −s )
dX s , t ≥ 0,
the associated Ornstein-Uhlenbeck process. The Ornstein-Uhlenbeckprocess is a Markov process and possesses a stationary regime under amild log-moment condition.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
General modelling with Levy processesModelling financial price processesQuadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 38/47
References Application: Volatility inference in the presence of jumps
Further classes of Levy-driven stochastic processes can be obtained
by stochastic differential equations
dY t = F (Y t )dt + G (Y t −)dX t .
For F (y ) =
−λy and G (y )
≡1 this is again the Ornstein-Uhlenbeck
process.by time-change/subordination
X u (s ) or X τ (s )
e.g. for a deterministic increasing function u , or for an increasingstochastic process τ , either independent of X or such that τ (s ) is astopping time for all s .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
General modelling with Levy processesModelling financial price processesQuadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 39/47
References Application: Volatility inference in the presence of jumps
Modelling financial price processes
Definition (Black-Scholes model)The Black Scholes model for a financial price process is the solution to thestochastic differential equation dS t = S t µdt + S t σdW t , S 0 > 0, which issolved by
S t = S 0 exp
µ −1
2 σ2
t + σW t
.
There is abundant empirical evidence that financial price processes do nothave Normally distributed returns log(S t +s − S t ).
Definition (Levy market)
In a Levy market, the price process is taken as S t = S 0 exp {X t } for a Levyprocess (X t , t ≥ 0).
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
General modelling with Levy processesModelling financial price processesQuadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 40/47
References Application: Volatility inference in the presence of jumps
Stochastic volatility models
Levy markets give good fit to return distributions, but there is also
evidence against independence of increments. Many stochastic volatilitymodels have been considered.E.g., Barndorff-Nielsen and Shephard introduced the following Levy-drivenstochastic volatility model:
dY t = σt −dW t , d σt = −λσt dt + dZ t ,where Z is an increasing Levy process and W an independent Brownianmotion.
The price process (Y t , t ≥ 0) has continuous sample paths.
This means that the volatility process (σt , t ≥ 0) is a non-GaussianOrnstein-Uhlenbeck process.
Interpretation: upward jumps correspond to new information leadingto increased activity that then slows down.
The volatility process (σt , t
≥0) is not (directly) observable.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
General modelling with Levy processesModelling financial price processesQuadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 41/47
pp y p j p
Quadratic variation and realised power variation
Let Y t = t
0 as ds + t
0 σs dW s be a (continuous) Brownian semimartingale(a stochastic process with stochastic volatility (σs , s ≥ 0)).To make inference on to unobserved volatility process from the observedprice process, consider
CiP {Y δ}(m)t =
[t /δ]−mk =0
mk =1
(Y ( j +k )δ−Y ( j +k −1)2−n)2/m→d m t
0σ2s ds = d m[Y ]t
in probability as δ ↓ 0. The left-hand side is called realised m-powervariation (or realised variation for m = 1), while the right-hand side iscalled quadratic variation. This convergence holds under very general
assumptions. Under slightly more restrictive assumptions,
CLT δ−1/2{Y δ}(m)
t − d m[Y ]t
→ c m
t 0
σ2s d β s
in distribution for an independent Brownian motion β .
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
General modelling with Levy processesModelling financial price processesQuadratic variation and realised power variationApplication: Volatility inference in the presence of jumps
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 42/47
Application: Volatility inference with jumps
Suppose now that the price process includes a discontinuous componentS t = Y t + X t where
Y t = t
0 as ds + t
0 σs dW s is a Brownian semimartingale
and (X t , t ≥ 0) is a Levy process without Brownian term, notnecessarily independent of Y .
Define α = inf {γ ≥ 0 :
[−1,1] |x |γ ν (dx ) < ∞} ∈ [0, 2].
We are still interested in making inference on (σt , t ≥ 0).
Theorem (Inference in the presence of jumps)
1 If α < 2 and m ≥ 2, then CiP is valid with Y replaced by S .
2 If α < 1 and α/(2 − α) < 2/m < 1, then CLT is valid with Y
replaced by S.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 43/47
1 Applebaum, D.: Levy processes and stochastic calculus. CUP 20042 Asmussen, S. and Rosinski, J.: Approximations of small jumps of
Levy processes with a view towards simulation. J. Appl. Prob. 38(2001), 482–493
3 Barndorff-Nielsen, O.E., Shephard, N.: Realised power variationand stochastic volatility. Bernoulli 9 (2003), 243–265. Correctionpublished in pages 1109–1111
4 Barndorff-Nielsen, O.E., Shephard, N. and Winkel, M.: Limittheorems for multipower variation in the presence of jumps. Stoch.
Proc. Appl. 116 (2006), 796–8065 Bertoin, J.: Levy processes. CUP 19966
Kyprianou, A.E.: Introductory lectures on fluctuations of Levy processes with applications. Springer 2006
7 Sato, K.: Levy processes and infinitely divisible distributions.
CUP 19998 Schoutens, W.: Levy processes in finance. Wiley 2001
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 44/47
R code for some of the simulations
psum <- function(vector){b=vector;
b[1]=vector[1];
for (j in 2:length(vector)) b[j]=b[j-1]+vector[j];
b}gammarw <- function(a,p){
unif=runif(10*p,0,1)
pos=qgamma(unif,a/p,a);
space=psum(pos);
time=(1/p)*1:(10*p);
plot(time,space,
pch=".",
sub=paste("Gamma process with shape parameter",a,
"and scale parameter",a))}
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 45/47
vgammarw <- function(a,p){unifpos=runif(10*p,0,1)
unifneg=runif(10*p,0,1)pos=qgamma(unifpos,a*a/(2*p),a);
neg=qgamma(unifneg,a*a/(2*p),a);
space=psum(pos-neg);
time=(1/p)*1:(10*p);
plot(time,space,
pch=".",
sub=paste("Variance Gamma process with shape
parameter",a*a/2,"and scale parameter",a))}Simulations can now been carried out with various values of parametersa > 0 and steps per time unit p = 1/δ in gammarw(a,p), e.g.
gammarw(10,100)
vgammarw(10,1000)
Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 46/47
stableonesided <- function(a,c,eps,p){f=c*eps^(-a)/a;
n=rpois(1,10*f);t=runif(n,0,10);y=(eps^(-a)-a*f*runif(n,0,1)/c)^(-1/a);
ytemp=1:n;res=(1:(10*p))/100;{for (k in 1:(10*p)){{for (j in 1:n){
if(t[j]<=k/p)ytemp[j]<-y[j] else ytemp[j]<-0
}};
res[k]<-sum(ytemp)}};
res}stable <- function(a,cp,cn,eps,p){
pos=stableonesided(a,cp,eps,p);
neg=stableonesided(a,cn,eps,p);space=pos-neg;time=(1/p)*1:(10*p);
plot(time,space,pch=".",
sub=paste("Stable process with index",a,
"and cplus=",cp,"and cminus=",cn))}Matthias Winkel An introduction to Levy processes
MotivationThe structure of Levy processesModelling and inference
References
8/3/2019 An introduciton to Levy processes with fin modelling in mind - SLIDES
http://slidepdf.com/reader/full/an-introduciton-to-levy-processes-with-fin-modelling-in-mind-slides 47/47
stableonesidedcomp <- function(a,c,eps,p){f=(c*eps^(-a))/a;n=rpois(1,10*f);
t=runif(n,0,10);
y=(eps^(-a)-a*f*runif(n,0,1)/c)^(-1/a);
ytemp=1:n;
res=(1:(10*p))/100;{for (k in 1:(10*p)){{if (n!=0)for (j in 1:n){
if (t[j]<=k/p)ytemp[j]<-y[j] else ytemp[j]<-0}};{if (n!=0)res[k]<-sum(ytemp)-(c*k/(p*(a-1)))*(eps^(1-a))
else res[k]<--c*k/(p*(a-1))*(eps^(1-a))
}}};
res}This R code to simulate stable processes can be refined to moregeneral measures ν with smooth densities using the rejection method.
Matthias Winkel An introduction to Levy processes