CN108256925B

CN108256925B - 广义互换交易

Info

Publication number: CN108256925B
Application number: CN201810217514.0A
Authority: CN
Inventors: 林晓
Original assignee: CCB Finetech Co Ltd
Current assignee: CCB Finetech Co Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2024-09-17
Anticipated expiration: 2038-03-16
Also published as: CN108256925A

Abstract

本发明给银行进行复杂的结构性衍生产品的设计、开发、定价和管理提供了一个广义互换交易的模板，其中对于常规的交易属性，如本金(Notional)，开始日(Start Date)，等等，广义互换交易的簿记页面布局和常规交易一样。但对于区间利率(包括票息Coupon、汇息Quanto和累计系数Range)，广义互换将使用广义利率的书写方法输入，使前台在簿记页面上通过简单的公式直接把各种复杂产品设计出来，后台计算机系统通过输入公式准确地理解识别有关的产品属性，并解析成程序代码对象进行计算，从而解决了结构性产品市场基准的数量和组合方式不确定的问题，使用传统的方法进行复杂交易的数据展示、传送和储存，缩短产品设计与开发周期，满足快速发展的市场需求。

Description

广义互换交易

一、技术领域

本发明涉及银行与金融机构开展金融衍生产品交易的定价系统，尤其是对复杂的结构性衍生产品进行开发，定价和交易管理的技术。

二、背景技术

金融衍生产品是在银行间市场上频繁进行的交易，其交易价格由某个市场基准(或称标的资产)的价格决定。简单衍生产品的收益将挂钩一个市场基准，例如美元利率互换(IRS)是一个挂钩三个月美元LIBOR利率的交易。复杂的衍生产品可以挂钩多个市场基准，例如，如下的双重区间累计型结构性利率互换，将挂钩4个美元的基准利率和一个基准汇率，即30年的互换利率S30Y，2年的互换利率S2Y，6个月LIBOR利率L6M，3个月的LIBOR利率L3M，和中国外管局公布的美元人民币汇率X：

名义本金：100,000,000人民币

交易期限：10年，按季度付款

支付利率：7％×n/N，计息规则为30/360，其中，

n为支付区间内(S30Y-S2Y＞0)和(L6M＜5％)的天数，

N为支付区间总天数

收取利率：L3M+0.2％，计息规则为ACT/360，前端重置

交割币种：美元，按支付日的汇率X兑换。

市场对结构性衍生产品有各种各样的需求，但是银行和金融机构能否把一个衍生产品推出市场进行交易，一个主要因素是能否对这个衍生产品建立定价模型与系统以便计算出它的价格。按照传统的系统设计技术，通常是对每一个市场基准或利率系数引入一个字域进行描述，对它们之间的加、减、乘、除、小于、大于等组合关系，也作相应的设计固定下来。对于结构性产品，所挂钩的市场基准具有很大的随意性，它们的数量是确定，它们的组合方式也千变万化，很难预先就设计好固定的模版来进行系统开发。这样，每当市场提出一个新的复杂交易品种需求时，银行都要花费很大的人力物力资源去开发定价模型与系统，其结果，往往是拖延了时间，错过了最好的交易时机。

一些系统开发商开发的交易簿记系统，如NumeriX和Summit，尝试使用一种脚本编程语言开发一些工具来处理这种市场基准字域过多的问题。然而，他们的编程语言往往篇幅过大不能在交易簿记页面上直接输入，还需要交易员经过比较高深的数学与计算机语言培训才能使用，受到的限制很多，无法推广。

三、发明内容

本发明为以上这种复杂的结构性衍生产品的设计开发提出了一种新的技术方案。本发明将一大类结构性衍生产品归纳为一种“广义互换交易”，把多个市场基准的复杂组合通过简单的“广义利率”构造出来，设计一种简单且严谨的公式计算方法来书写广义利率，从而交易员能够在交易簿记页面上通过一个字符型字域将它输入，使得结构性衍生产品的设计开发达到标准化。

一个结构性衍生产品的互换交易一般由一个支付腿和一个收取腿(统称为互换腿)构成。每个互换腿包含若干个支付区间。如果每个区间的支付金额Payment能够表示为

Payment＝Notional×PerdRate×YearFraction (1)

其中，Notional是名义本金，PerdRate是区间利率，YearFraction为年化因子，则称这种交易为广义互换交易。结构性衍生产品的复杂性在于PerdRate的构造。本发明的核心是将区间利率PerdRate分解为几个广义利率genIndex，制定一套方法来书写广义利率。一方面，这个书写方法要简单易懂，能够在前台交易簿记页面的一个字域中根据业务需求直接输入，不需要使用高级编程语言，使得银行中没受过高级数学训练的交易员也能容易掌握使用，另一方面，这个书写方法要严谨完整，让后台计算机系统很容易地理解识别计算表达式，并解析成程序代码对象进行数值计算。

根据目前市场上交易的各种复杂结构性衍生产品的情况，本发明规定广义互换交易中书写广义利率所采用的元素与规则如下：

1.数字，但不包括百分比号“％”，例如将3.14％书写为0.0314。

2.所有的市场基准都使用一个市场名称+底横线+期限来标识。例如，上海同业拆借中心公布的三个月人民币SHIBOR基准利率，记为CNYSH_3M，美元LIBOR利率互换市场上30年的互换基准利率记为USDLB_S30Y，或USDLB_S30Y.F。这样，计算机系统很容易通过底横线辨认出某个字符串是一个市场基准。

3.基础运算符：加号“+”，减号“-”，乘号“*”，除号“/”，小于“＜”，小于等于“＜＝”。

4.结构运算符：Max，Min，And，Or，Mul，Div，If。

5.圆括号(...)和逗号“，”。一个公式中最多只允许出现一个圆括号，其中包含的内容为结构运算符作用的对象。

6.为特殊用途定义的标识符，如LastCpn，LastCpnRng表示前一区间的区间利率(计算滚雪球型互换时需要)。

7.方括号[...]。一个公式中最多只允许出现一个方括号，其中最多包含一个结构运算符和一个特殊用途标识符。

广义利率的构造从最基本的基础利率baseIdx开始。基础利率由最多两个数字，最多两个市场基准，通过乘号和除号结合构成，一般表示为：

baseIdx：cFront(op1)index1(op2)index2/cBack (2)

这里，cFront和cBack为前后两个数字，(op1)和(op2)为乘号“*”或者除号“/”，index1和index2为某个市场基准。下面是基础利率的一些例子：

0.025

3*USDLB_S30

3*USDLB_3M*USDCNY_0D/6.236

通过加减方法将几个基础利率加在一起，并在前后赋予一个下限和一个上限(也可以没有上下限，或者只有其中一个)，得到一个复合利率comIndex：

comIndex：low＜baseIdx1+baseIdx2+...+baseIdxN＜high (3)

其中小于运算符号“＜”可以变成小于等于“＜＝”运算符号，加号“+”可以变成减号“-”。例如，如下的表达式是一个复合利率：

0.012＜＝-0.025+3*USDLB_S30-3*USDLB_3M*USDCNY_0D/6.236＜＝0.03234

在衍生产品的定价中，产品的区间利率有两种用途：一是计算利息，这时，上面的comIndex将是计算一个数值，小于(或小于等于)运算符等同于如下表达式

comIndex＝min(max(low，baseIdx1+baseIdx2+...+baseIdxN)，high)二是计算逻辑值(1或0)，这时公式(3)等同于

comIndex＝1，iflow＜baseIdx1+baseIdx2+...+baseIdxN＜high；

＝0，otherwise

将几个复合利率用逗号分开，并通过结构运算符组合在一起，将得到一个结构利率。例如

Max(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)

表示从所有的comIndex项中取出数值最大的，类似Min是从所有的comIndex项中取出数值最小的。

And(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)

表示所有的comIndex为1时将取1，否则取0。

Or(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)

表示只要有一个comIndex为1时将取1，否则取0。

Mul(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)

表示将所有的comIndex项的数值相乘。

Div(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)

表示将第一项除以后面所有的项，即comIndex1/comIndex2/.../comIndexN。

If(comIndex1，comIndex2，comIndex3)

表示

If(comIndex1，a，b)＝a，if comIndex1＝＝1；

＝b，otherwise

从以上例子可见，只有If是固定三个变量的，其他结构运算符所作用的变量个数是任意的。结构利率也可以只有一个复合利率comIndex构成，这时不需要结构运算符。

一个广义利率genIndex可以是上面的结构性利率，或者在结构性利率的基础上，加上/减去含有特殊用途标识符的一项，例如LastCpn与数字3的乘积

genIndex：Max(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)+3*LastCpn (4)

如果需要，可以使用方括号给它们赋予一个上限和下限。例如

genIndex：floor＜[If(comIndex1，comIndex2，comIndex3)-2*LastCpn]＜cap (5)

这里的小于号“＜”也可以改成小于等于号“＜＝”，运算方式与公式(3)类似，可以是数字型的(结果为任意数字)或逻辑型的(结果为1或0)。

根据结构性衍生产品的特点，广义互换交易将广义利率genIndex分为两种类型，一种是数量型的，记为cpnIndex，用来计算票息Coupon，由Max，Min，Mul，Div，If(方括号外的＜和＜＝也做min，max计算)进行运算得到任意的数值。另外一种为逻辑型的，记为ranIndex，用来计算区间累计系数Range，由And和Or(方括号外的＜和＜＝也做逻辑计算)进行运算。如果计算一次得到结果为0或1，如果计算多次，则对多次的结果进行平均得到介于0和1之间的一个数。所以，一个区间利率一般可以表示为

perdRate＝cpnIndex1*ranIndex1+...+cpnIndexN*ranIndexN (6)

其中每个cpnIndex和ranIndex都是独立的输入的。如果交易名义本金的币种和支付金额的币种不一样，还可以将区间利率写成

perdRate＝(cpnIndex1*ranIndex1+...)*quoIndex (7)

这里quaIndex(qua来源于quanto)也是一个数量型的广义利率，用于计算两个币种之间的汇率，也是独立输入的。

四、具体实施方式

广义互换交易所制定的广义利率公式书写方法既严谨又简单，没有经过高级数学训练的人都能很容易学会，不需要使用高级编程语言，很方便在前台交易簿记页面上直接输入计算表达式。在结构衍生产品的设计中，使用广义利率的公式书写方法，前台交易员可以很容易按照市场需求输入票息Coupon，累计系数Range和汇率Quanto，通过接口文件传到后台计算机进行解析。这样，结构性产品所挂钩的市场基准在数量上的不确定性和在组合方式上的任意性的问题就解决了。

以上制定的公式书写方法的逻辑规则是严谨的，便于使用计算机程序进行解析。计算机读入genIndex即公式(4)或(5)之后，可以按照如下的程序进行解析分解：

1.检查genIndex的公式中有没有特殊用途标识符LastCpn，LastCpnRng。如果有，将它们分离出来并且记下它们前面的系数；继而检查公式中有没有方括号[...]。如果有方括号，把floor和cap分离出来；

2.剩下的公式就是一个结构利率。检查这个结构利率公式中有没有结构运算符：Max，Min，And，Or，Mul，Div，If。如果有，结构利率将是由几个复合利率构成的，例如：And(comIndex1，comIndex2，...，comIndexN)，使用逗号“，”作为分隔符可以将这些复合利率分开。

3.如果没有结构运算符，结构利率本身只有一个复合利率comIndex。

4.下面对复合利率comIndex进行循环。首先检查comIndex中有没有小于号“＜”和小于等于号“＜＝”。如果有的话，先把low和high分离出来寄存，这里low和high都仅仅是数字，没有市场基准(即没有底横线“_”)，程序会很容易辨认出来。剩下的公式就是几个基础利率的组合了，如

baseIdx1+baseIdx2+...+baseIdxN

5.使用加号“+”或减号“-”将剩下的公式进行分拆，得到单个基础利率baseIdx：

baseIdx：cFront(op1)index1(op2)index2/cBack

使用乘号“*”和除号“/”将基础利率baseIdx进行分拆，分离出两个系数cFront和cBack，两个市场基准index1和index2，并记录好两个运算符号op1和op2。

这样，整个广义利率就分解完毕。本说明书末尾的附录是用C++编程语言为以上广义利率的解析过程编写的代码。

使用广义利率genIndex的公式书写方法，可以将传统简单交易的簿记页面和数据传递方式直接扩展到复杂的结构性衍生产品上来。对于一个广义互换交易的簿记版面，除了表示收益利率的字域以外，其他的字域，例如，名义本金(Notional)，计息规则(DayCount)，工作日规则(BusDay)等等字域，都是事先规定好的，都与简单的利率互换交易相同。而那些表示收益利率的字域，如票息Coupon，累计系数Range和汇率Quanto这些字域，却是由交易员按照genIndex的规则手工输入，里面所含的市场基准的个数和组合方法千变万化，但都作为一个字符串包含在一个字域里，数据的传送和储存方式就可以明确确定了。这给交易系统的设计带来了许多方便。

金融衍生产品中有很大部分是结构性产品。设计开发这种结构性衍生产品的主要困难，在于挂钩的市场基准的数量是不确定的，它们的组合方式也是不确定的。本发明提出“广义互换交易”，引入广义利率来统一描述结构性衍生产品的复杂的区间利率，并且定义了一套简单、严谨且完整的公式计算方法，使得前台交易员可以容易地按照市场需求输入利率要素，后台计算机程序可以正确地解析这些要素，为进行交易的定价提供了基础，交易数据的传送和储存问题也得到解决。

五、附图说明

下面结合说明书附图对广义互换交易给出各种各样的应用案例，展示本发明在结构性衍生产品的设计，交易簿记，数据传送存储，和系统定价计算等方面的先进性。

图1：广义互换交易在简单交易情况下的展示。该交易互换腿的区间利率仅有一个数量型的广义利率，其中仅含一个市场基准：6个月的美元LIBOR利率USDLB_6M。在这种简单的情况下，广义互换交易的簿记页面和常规的利率互换相同。

图2：广义互换交易在简单交易情况(图1)下的XML传送文件的数据格式的展示，也和简单的利率互换相同。

图3：广义互换交易在区间累计型互换腿情况下的展示。该交易互换腿的区间利率有一个数量型的广义利率(Coupon)和一个逻辑型的广义利率(Range)，含一个市场基准：6个月的美元LIBOR利率USDLB_6M。对于其他的交易属性，如本金(Notional)，开始日(StartDate)，等等，广义互换交易的簿记页面布局和常规的利率互换是一样的。但在区间利率(包括票息Coupon和累计系数Range)的描述方面，广义互换将使用广义利率的书写方法来输入，其中可以包含多个市场基准和一些数学运算符。

图4：广义互换交易在区间累计型互换腿情况(图3)下的XML传送文件的数据格式展示。

图5：广义互换交易在滚雪球/双区间累计型互换腿情况下的展示。该交易互换腿的区间利率有二个数量型的广义利率(Coupon)和二个逻辑型的广义利率(Range)，含多个市场基准，和表示滚雪球的特殊用途标识符LastCpnRng。

图6：广义互换交易在滚雪球型/双区间累计型互换腿情况(图5)下的XML传送文件的数据格式的展示。

图7：广义互换交易在支付金额币种与本金币种不同的区间累计型互换腿情况下的展示。该交易互换腿的区间利率有两个数量型的广义利率(Coupon，Quanto)和一个逻辑型的广义利率(Range)，含有多个市场基准。

图8：广义互换交易在支付金额币种与本金币种不同的区间累计型互换腿情况(图7)下的XML传送文件的数据格式的展示。

图9：使用If(...)结构运算符的广义互换交易，其中票息(Coupon)中的市场基准是一个欧元/美元的汇率基准。

图10：使用三重票息(Coupon)和三重累计系数(Range)的广义利率互换腿。该交易类似蛋糕型结构衍生产品，也使用了Div(...)结构运算符。在应用上，广义利率的个数可以任意多。

图11：使用美国的S&P500股票指数构造的广义互换交易。构造广义利率不仅仅限于使用利率和汇率的市场基准，还可以使用股票和商品的市场基准。

图12：使用广义互换进行使用港币购买美元的有条件外汇买卖交易。

图13：使用广义互换交易的技术对一个结构性衍生产品进行计价的结果展示案例。该交易的名义本金为5亿人民币，从2012-03-03开始到2020-03-03结束，每季度付款一次。支付的利率是一个双重区间累计型的反向浮动利率：

max(5.2％-3×USDLB_6M)×n/N，计息规则为ACT/360，其中，

n为支付区间内USDLB_S30Y-USDLB_S10Y＞0和USDLB_3M＜4％的天数，

N为支付区间总天数

因为支付金额是美元，计算出利息之后，还要除以美元人民币的即期汇率USDCNY_ST。这个交易互换端的区间利率比较复杂，但通过广义互换交易，可以比较方便把区间利率输入，让计算机把所有的市场基准都准确地获取出来，完成定价。以下的附图是该交易互换腿的详细计价结果。

图14：广义互换交易的互换退(图13)的支付序列计价表(整图)。

图15：广义互换交易的互换退(图14)的支付序列计价表(部分)。

图16：广义互换交易的互换退(图14)的支付序列计价表(部分)，把从图13读入的互换腿页面上的票息(Coupon)和累计系数(Range)重新输出出来。

图17：广义互换交易的互换退(图14)的支付序列计价表(部分)，展示各区间的利率(Rate)，汇率兑换率(Quanto)的计算结果，以及支付金额(Payment)，贴现因子(Zcdf)和现值(Pv)的详细结果。

图18：广义互换交易的互换腿序列(图14)中，第20期支付序列的票息(Coupon)和累计系数(Range)的市场基准的重置序列(整图)。使用计算机程序对广义利率计价公式进行分拆，得到各个市场基准：USDLB_6M，USDLB_S30Y，USDLB_S10Y，USDLB_3M，计价程序将它们的时间序列取出进行计算。

图19：广义互换交易第20期支付序列的重置序列(图18)的分拆图。

图20：广义互换交易第20期支付序列的重置序列(图18)的分拆图。

图21：广义互换交易第20期支付序列的重置序列(图18)的分拆图。

图22：广义互换交易的互换腿序列(图14)中，第20期支付序列中汇率基准的重置。

六、附录

用C++编程语言为广义利率的解析过程编写的程序。

Claims

1.一种广义互换交易的方法，包括常规的交易属性，其中，交易属性包括：名义本金Notional，开始日Start Date，其特征在于：区间利率的属性，包括票息Coupon，汇息Quanto和累计系数Range，将使用广义利率的书写方法输入，直接把各种复杂衍生产品的收益结构通过简单的公式设计出来；

其中，一个结构性衍生产品的互换交易一般由互换腿构成，每个互换腿包含若干个支付区间，如果每个区间的支付金额Payment能够表示为

Payment＝Notional×PerdRate×YearFraction

其中，Notional是名义本金，PerdRate是区间利率，YearFraction为年化因子，则称这种交易为广义互换交易；

广义互换交易中书写广义利率所采用的元素与规则如下：

数字但不包括百分比号；所有的市场基准都使用一个市场名称+底横线+期限来标识；基础运算符：加号“+”，减号“-”，乘号“*”，除号“/”，小于“＜”，小于等于“＜＝”；结构运算符：Max，Min，And，Or，Mul，Div，If；圆括号和逗号，一个公式中最多只允许出现一对圆括号，其中包含的内容为结构运算符作用的对象；为特殊用途定义的雪球型标识符；方括号，一个公式中最多只允许出现一对方括号，其中最多包含一个结构运算符和一个特殊用途标识符；

前台交易员可以直接书写输入，后台计算机系统能够通过输入的公式准确地理解识别各种产品属性，解析为程序代码对象进行定价计算，并使用传统的方法进行复杂的结构性衍生产品交易数据的传送和储存；

计算机读入广义利率genIndex之后，按照如下的程序进行解析分解：

检查genIndex的公式中有没有特殊用途的雪球型标识符LastCpn，LastCpnRng，如果有，将它们分离出来并且记下它们前面的系数，其中，LastCpnRng为上个区间的区间利率perdRate，LastCpn是上个区间的数值型广义利率cpnIndex；继而检查公式中有没有方括号，如果有方括号，把结构利率预设下限floor和结构利率预设上限cap分离出来；

剩下的公式是一个结构利率，检查这个结构利率公式中有没有结构运算符，如果有，结构利率将是由几个复合利率构成的，使用逗号作为分隔符将这些复合利率分开；

如果没有结构运算符，结构利率本身只有一个复合利率comIndex；

下面对复合利率comIndex进行循环：

首先检查comIndex中有没有小于号和小于等于号，如果有的话，先把low和high分离出来寄存，其中low和high都是数字，low为基础利率预设下限，high为基础利率预设上限，没有市场基准，剩下的公式是几个基础利率的组合；

使用加号或减号将剩下的公式进行分拆，得到单个基础利率baseIdx：

cFront(op1)index1(op2)index2/cBack；

使用乘号和除号将基础利率baseIdx进行分拆，分离出两个系数cFront和cBack，两个市场基准index1和index2，并记录好两个运算符号op1和op2。