Pricing Models for Bermudan-Style Interest Rate Derivatives

Bermuda-stijl rente derivaten vormen een belangrijke klasse van opties. Veel bancaire en verzekeringsproducten, zoals hypotheken, vervroegd aflosbare obligaties, en levensverzekeringen, bevatten Bermuda rente opties, die een gevolg zijn van de mogelijkheid tot vervroegde terugbetaling of stopzetting van het contract. Het veel voorkomen van deze opties maakt duidelijk dat het belangrijk is, voor banken en verzekeraars, om de waarde en risico van deze producten op de juiste manier in te schatten. Het juist inschatten van het risico maakt het mogelijk om markt risico af te dekken met onderliggende en regelmatig verhandelde waardes en opties. Waarderingsmodellen moeten arbitrage-vrij zijn, en dienen gekalibreerd te zijn aan prijzen van actief verhandelde onderliggende opties. De dynamica van de modellen moet overeen komen met de geobserveerde dynamica van de rente-termijnstructuur, zoals bijvoorbeeld correlatie tussen rentestanden. Bovendien moeten waarderingsalgoritmes efficiënt zijn: Financiële beslissingen gebaseerd op derivaten waarderingsberekeningen worden veeleer binnen enkele seconden genomen, dan binnen uren of dagen. In recente jaren is een succesvolle klasse van modellen naar voren gekomen, genaamd markt modellen. Dit proefschrift breidt de theorie van markt modellen uit, door: (i) een nieuwe, efficiënte en meer nauwkeurige benaderende waarderingstechniek te introduceren, (ii) twee nieuwe en snelle algoritmes voor correlatie-kalibratie te presenteren, (iii) nieuwe modellen te ontwikkelen die een efficiënte kalibratie toestaan voor een hele nieuwe klasse van derivaten, zoals vaste-looptijd Bermuda rente opties, en (iv) nieuwe empirische vergelijkingen te presenteren van bestaande kalibratie technieken en modellen, in termen van reductie van risico.

Bermudan-style interest rate derivatives are an important class of options. Many banking and insurance products, such as mortgages, cancellable bonds, and life insurance products, contain Bermudan interest rate options associated with early redemption or cancellation of the contract. The abundance of these options makes evident that their proper valuation and risk measurement are important to banks and insurance companies. Risk measurement allows for offsetting market risk by hedging with underlying liquidly traded assets and options. Pricing models must be arbitrage-free, and calibrated to prices of actively traded underlying options. Model dynamics need be consistent with observed dynamics of the term structure of interest rates, e.g., correlation. Moreover, valuation algorithms need be efficient: Derivatives pricing calculations need be performed in seconds, rather than hours or days. Recently, a successful class of models appeared in the literature known as market models. This thesis extends market model theory: (i) it introduces a new, efficient, and more accurate approximate pricing technique, (ii) it presents two new fast algorithms for correlation-calibration, (iii) it develops new models enabling efficient calibration for a new range of derivatives, such as fixed-maturity Bermudan swaptions, and (iv) it presents novel empirical comparisons of hedge performance of existing calibrations and models.

Raoul Pietersz was born on 12 June 1978 in Rotterdam, The Netherlands. In 2000, he obtained a Certificate of Advanced Studies in Mathematics (Mathematical Tripos Part III), with distinction, from the University of Cambridge. Over the academic year 1999-2000, he was awarded a title of Cambridge European Trust Scholar, and a retrospective title of Scholar at Peterhouse, Cambridge. In the summer of 2000, he completed internships at UBS Warburg and Dresdner Kleinwort Wasserstein, in London. In 2001, he obtained a first class M.Sc. degree in Mathematics from Leiden University. His Master’s thesis entitled “The LIBOR market model”was completed during an internship at ABN AMRO Bank, in Amsterdam. Over the period 1997-2001, he was awarded the Shell International Scholarship for undergraduate studies. His Ph.D. research, under supervision of Antoon Pelsser and Ton Vorst, focuses on the efficient valuation and risk management of interest rate derivatives. He has published articles in The Journal of Computational Finance, The Journal of Derivatives, Quantitative Finance, Risk Magazine and Wilmott Magazine. He has presented his research at various international conferences. His teaching experience includes lecturing taught Master courses on derivatives at the Rotterdam School of Management. Since the start of the Ph.D. period, he has held a part-time position at ABN AMRO Bank, initially at Quantitative Risk Analytics, Risk Management. Since July 2004, he is a Senior Derivatives Researcher, developing front-office pricing models for interest rate derivatives, at Product Development Group, Quantitative Analytics, as part of Structured Derivatives.