波动率研究在金融资产定价和金融风险控制中都有着非常重要的作用。波动率研究是随着投资者对资产价格风险的关注度上升而发展起来的,波动率研究的推进也伴随着金融市场中风险资产种类增多,市场风险控制方法和手段的改进。波动率研究之后,市场开始关注波动率特征研究,波动率特征描述了一个市场或一种产品的风险特征,为研究者探索波动的原因和波动的影响提供了参考。2007年金融危机期间,随着投资者信心的奔溃,全球金融市场资产价格发生大幅波动,波动率指数在金融危机期间表现良好,合理估计了市场收益率的大幅波动,较好描述了市场投资者的恐慌情绪,由此波动率指数成为衡量市场风险指标,波动率指数相关衍生产品成为受到投资者追捧的风险对冲产品,世界各国市场在2008年后纷纷开始编制各自的波动率指数,构建波动率指数衍生品。市场需求的持续上涨对波动率及波动率指数的相关研究提出了更高的要求。从国内市场看,2010年我国推出股指期货,2014年,中国金融期货交易所率先公布了基于模拟交易数据的CVX指数,用以衡量中国股市的波动性。2015年上证ETF50期权正式上市交易,这一系列新产品的开发表明我国衍生品市场进入快速发展期,对于波动率特征的掌握及波动率指数编制的需求进一步增强,同时,期权产品的出现使得利用隐含波动率法编制波动率指数变得可能,强化了市场对推出波动率指数及其衍生品的呼声。随着我国期货期权等衍生品市场的发展,上证ETF50股指期权的波动率指数的推出提上日程,实践市场的快速发展使得研究我国市场波动率特征和编制我国波动率指数的研究时间变得非常紧迫。本文按照波动率研究发展的路线,从波动率相关理论研究开始,从理论和实证上分别研究了股票市场的波动率特征、波动率预测和波动率指数等内容,并在此基础上将波动率预测实证的结果应用到波动率指数期权定价中。同时本文对现有波动率序列研究理论进行了归类总结,也将较好的实用模型运用到我国和美国股票市场实际数据中,尤其关注了波动率特征、波动率指数和波动率指数期权定价的实证,波动率特征实证较好的描述了市场特点,为将来结合模拟仿真方法深入研究市场波动提供了实证数据;波动率指数较好的衡量了市场风险,也是进一步开发以它为标的的波动率指数衍生产品的研究基础;波动率指数期权定价实证也取得了较好的实证效果。本文正文部分分为七个部分,各个部分相互联系构成一个统一整体。第一部分为绪论部分。这一部分概括性的介绍了文章的选题背景和意义,结合当前国内外股票市场发展现状提出波动率的研究是随着股票市场的发展而发展的,反过来波动率的研究成果也促进了股票市场的发展。在现有研究基础上提出,波动率研究的落后严重制约了我国股票市场的发展,没有波动率研究等一系列科学研究做支撑的股票市场风险管理和控制措施会造成市场波动率增加。最后,这一部分总结了文章的研究内容、研究方法以及研究的创新点和研究展望。第二部分为文献综述部分。这一部分从波动率影响因素、波动率特征研究相关文献、波动率预测研究相关文献和波动率指数编制及应用研究相关文献四个方面进行综述研究,讨论了波动率相关较受关注的内容,本部分通过详尽的文献综述分析全面的展现了国内外波动率研究的理论、方法和发展趋势,为其后的波动率研究提供了研究方法和研究经验总结。第三部分是基本理论部分。这一部分将后文介绍的内容涉及到的基本理论进行了介绍,主要分为三个部分,波动率相关内容和波动率度量及预测方法。波动率相关内容部分对波动率这一概念进行了深入介绍,这一部分首先通过知识图谱的方式研究和展示了波动率及波动率特征研究现状;然后从波动率的含义、波动率的类别等波动率相关基本内容出发阐述了波动率研究理论基础;最后较详细介绍了本文暂时没有涉及的高频数据的波动率研究。在波动率度量及预测方法部分中,首先介绍了波动率研究的前期理论基础,随后介绍了波动率度量理论的发展,最后介绍了 GARCH模型在波动率度量中的应用。在衍生品发展状况介绍部分,从全球衍生品交易概况介绍开始,全面介绍了全球各金融市场的衍生品交易发展、股指期货交易发展和股指期权交易发展,通过对比了解股指期权市场在金融市场衍生品交易中占据重要地位;然后对期权市场发展进行了详细介绍,重点介绍了美国期权市场发展的重要结点,为我国期权市场发展提供经验;在介绍了期权市场发展的基础上进一步介绍了波动率指数衍生品的发展,从波动率指数衍生品发展的历史、发展的现状、发展的趋势和中国波动率指数衍生品的发展几个方面进行介绍,通过对比发现我国在波动率指数衍生品发展方面明显落后于包括韩国和印度在内的许多国家,波动率指数衍生品的发展亟需加速。在本章通过对波动率相关理论、波动率度量及预测方法和全球衍生品市场发展情况进行全面的介绍,为之后波动率特征、波动率预测、波动率指数构建和波动率指数期权定价模型的相关理论和实证研究奠定基础。第四部分是波动率特征研究理论与实证部分。这一部分首先从理论上梳理了波动率研究中比较重要经常与GARCH研究相结合的特征,描述性特征、非对称性特征和跳跃性特征,从理论上详细介绍了波动率研究相关特征的内容。然后在理论介绍之后,结合上证指数数据研究了 GARCH模型在波动率特征研究中的应用,研究了上证指数的描述性特征、非对称性特征和跳跃性特征,研究发现上证指数存在通常股票收益率序列都存在的尖峰厚尾、右偏、负向非对称性和跳跃的特征,其中跳跃特征参数拟合较好,但是模型结果与实际数据仍有差距,实证结果也进一步说明适合将GARCH模型用于对股票指数的收益率序列进行系列研究。第五部分是波动率指数研究理论与实证部分。波动率指数研究在波动率研究中属于比较新的研究分支,由于我国2016年底刚刚发布波动率指数,因此该部分的理论研究以研究其他国家,主要是美国波动率指数的产生、发展的历史沿革着手,了解其他国家波动率指数的研究路径、波动率指数的编制方法以及波动率指数体系的构建等内容,为我国下一步波动率指数发展提供有益的经验。在波动率指数构建实证部分,大部分市场的波动率指数构建都是以期权市场的隐含波动率为基础构建,因为我国证券市场期权产品非常少,而且仅有的期权产品推出时间短,隐含波动率数据样本不丰富,因此本文尝试使用GARCH模型预测波动率用于编制上证指数的波动率指数。本文使用GARCH(1,1)模型对上证指数的波动率进行预测,并根据预测结果构建波动率指数,探讨了在我国股票市场上推出波动率指数的可行性,并且以构建的波动率指数为基础阐述了波动率指数体系构建和波动率指数相关衍生产品开发的重要性。从波动率指数构建结果看,GARCH模型预测的波动率能很好的预测波动率的短期趋势,拟合程度非常高,但是由于GARCH模型偏重于拟合历史趋势,无法结合市场投资者对市场走势的预期,编制的波动率指数没有体现出波动率指数与标的指数负相关这一重要特征,因此从实证结果看,使用隐含波动率编制波动率指数是更适合的方法,也进一步明确我国发展期权市场的重要性,因为隐含波动率是从期权价格中推出。第六部分是波动率指数期权定价理论与实证部分。波动率系列研究的最终目的是推出与波动率相关产品,为投资者提供对冲风险的工具。本部分系统总结了波动率指数期权定价的理论并将GARCH模型与已有定价研究相结合提出了波动率指数期权定价模型的改进模型。在对衍生品和波动率指数衍生品市场有基本了解后本部分进一步介绍了期权定价理论,从传统期权定价理论出发,介绍了传统的期权定价模型,波动率指数期权定价模型;本部分最后将GARCH模型于对数均值回复模型相结合对美国VIX指数期权定价进行了实证分析,从分析结果看,通过加入GARCH模型,波动率指数期权定价模型的定价效果明显提高,说明模型的改进是有效的。第七部分是结论部分。本部分对文章进行了总结并对波动率指数和波动率指数衍生品在中国市场的发展进行了展望。