Augmented Fama-MacBeth Re∞§gression (II)

發布時(shí)間(jiān):2023-09-04  |   ✔γ​ 來(lái)源: 川總寫量化(huà)

作(zuò)者:石川

摘要(yào):加強版 Fama-MacBeth Regression 是(s♣§≤hì)研究 non-tradable/tradable factor φ$₩÷的(de)利器(qì)。


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因子(zǐ)有(yǒu) tradable fact₽♠ors 和(hé) non-tradable factors 之分(fēn)€‌₹。對(duì)于前者而言,常見(jiàn)的(de)做(zuò)法是(s± hì)直接用(yòng)公司特征構造 managed portfolio∏®¥s;而對(duì)于後者,Fama-MacBeth two-pas←±s regression 往往是(shì)首選,即在第一(yī)步中在時(s₽ασhí)序上(shàng)用(yòng)資産(超額)收益率對(duì)¥∞因子(zǐ)取值回歸來(lái)估計(jì)  ,第二步中每期在截面上(shàng)用(yòng)資産(超額)收益率$↔對(duì)  回歸估計(jì)因子(zǐ)溢價。不(b ✔ù)過由于遺漏變量和(hé)測量誤差的(de)'∏"÷問(wèn)題,FM regression 得(de)到(dào)的®®(de)溢價估計(jì)往往并不(bù)準确。


為(wèi)了(le)解決這(zhè)個(♦∑→gè)困境,前文(wén)《Augmented Fama-MacBeth Regression》介紹了(le) Bybee, Kelly and Su (fo☆∑πrthcoming) 如(rú)何估計(jì) non-tradable >"​±factors 的(de)溢價。該文(wén)提出了(le) Fama-MΩ"γ​acBeth regression + IPCA + ★£Sparsity + OOS SR based שtuning 框架。今天我們來(lái)看(kà ​$n)看(kàn)這(zhè)個(gè)系列的(de)第二彈。今天這(zhè)篇文(wén)章(zhān¶∏↓g)要(yào)介紹的(de)是(shì) Giglio and Xiu (¶•↔2021)。需要(yào)說(shuō)÷Ω 明(míng)的(de)是(shì),該文(wén&ε)提出的(de) three-pass estimator 既可(k£§ě)以用(yòng)于 non-tradable factor÷≠÷s 也(yě)可(kě)以用(yòng)于 tradable αλfactors。本文(wén)最後會(huì)用(yòng) A 股£≈↓的(de)一(yī)系列動量因子(zǐ)(tradπ↓ able factors)做(zuò)簡單¥φ實證。


2


對(duì)傳統的(de) two-pass estimator 而言,遺∞ ≈∏漏變量(模型中遺漏了(le)重要(yào)的(de)解釋變量)​← •是(shì)最重要(yào)的(de)問(wèn)題之一(←★yī)。遺漏變量問(wèn)題導緻因子(zǐ)溢價的(de)估計(jì)存在偏↓♣差且偏差的(de)方向可(kě)正可(kě)負。以下(xi↑π←♣à)面這(zhè)個(gè)簡單的(de)‌✘ ≈模型為(wèi)例,假設  和(hé)  、  滿足如(rú)下(xià)線性回歸模型:


  


假設模型遺漏了(le)  。令  對(duì)  回歸,并通(tōng)過 OLS 估計(jì↔ >>)。計(jì)量經濟學知(zhī)識指出,  的(de)回歸系數(shù)的(de)偏差如(rú)→¶‌下(xià):


  


式中  是(shì)真實模型中  對(duì)  的(de)回歸系數(shù),  是(shì)  對(duì)  的(de)回歸系數(shù)。上(shàng)式說(shuō)≈←₩明(míng),  的(de)偏差由  和(hé)  共同決定,它的(de)符号受這(zhè)兩部分(f∑♦•ēn)的(de)影(yǐng)響。遺漏變量的(de)存在使≈♦π÷得(de)因子(zǐ)溢價的(de)估計(jì)有(yǒu)偏£←∏€(biased),即遺漏變量偏差(omitt'$¶ed variable bias)。回到(dào) two-pass estimator。遺♦✔漏變量問(wèn)題的(de)存在意味著(zhe),當我們進行(xí£‍✘ng)第二步截面回歸時(shí),目标因子(zǐ)溢價的(de)✔λ估計(jì)取決于模型中是(shì)否含有(yǒu)遺漏變量。因此,當使用(♦σ•yòng)不(bù)同的(de)控制(zhì)變量時(shí)(例‌↕β♦如(rú) FF3 的(de)三因子(zǐ),或☆​​δ其他(tā)常見(jiàn)的(de)風(fēng)•π§險因子(zǐ)),目标因子(zǐ)的(de)溢價估計(jì)值往往← 會(huì)出現(xiàn)很(hěn)大(dà)的(de)差異。(思細≥∏♣級恐一(yī)下(xià),如(rú)果有(yǒu)人(rσ↓αén)通(tōng)過控制(zhì)變量來(★↑≠÷lái)控制(zhì)目标因子(zǐ)溢價估計(jì)的(de)顯著♦→λ性甚至是(shì)符号,是(shì)不(bù)是(shì)很(hěn&™)可(kě)怕。)


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從(cóng)上(shàng)面分(fēn)析可(kě)知(zhīλ♠π ),如(rú)果想要(yào)準确估計(jì)因子(zǐ)溢價,就(jiù)必>δ©δ須想辦法應對(duì)遺漏變量問(wèn)題。Giglio and Xiu (2021) 通(tōng)過隐性因子​∑(zǐ)模型框架并利用(yòng)線性多(d₽ε↕€uō)因子(zǐ)模型的(de)旋轉不(bù)變性巧妙的•♥(de)解決了(le)這(zhè)個(gè)問(wèn)∞≥題。下(xià)面就(jiù)讓我們來(lái)上(shàng)點 πφΩmath 并輔以直覺解釋。考慮資産超額收益率  滿足如(rú)下(xià)(隐性)多(duō)因子(zǐ)模λ±β↑型(假設因子(zǐ)個(gè)數(shù)為(wèi)  ):


  


其中  是(shì)因子(zǐ)的(de)溢價、  是(shì)因子(zǐ)的(de) innovation✔¶★s(滿足  ),  為(wèi)随機(jī)擾動(滿足  ,  ),  為(wèi)因子(zǐ)暴露。(插一(yī)句,通(tōng)∞γ常我們用(yòng)非零均值的(de)  表示因子(zǐ)并用(yòng)  表示因子(zǐ)溢價。上(shàng)述表示隻不(bù)過是(♥♠shì)将  拆成了(le)  和(hé) innovation 兩部分(fēn)。)


Giglio and Xiu (2021) 的(de)目标是(shì)≠♦ 通(tōng)過隐性多(duō)因子(zǐ)模型 (1) 來(l‌β®γái)估計(jì)任意因子(zǐ)(特别是(shì) non-t↓‌radable 因子(zǐ))的(de)溢價。令  表示  個(gè)可(kě)觀測因子(zǐ)(tradable 或者 non-t≈♣radable)的(de)取值,并假設  和(hé)隐性因子(zǐ)  滿足如(rú)下(xià)關系:


  


其中  為(wèi)  對(duì)隐性因子(zǐ)  的(de)暴露,  表示測量誤差(if any;BTW,Giglio and Xiu☆₽" 2021 的(de)方法也(yě)可(kě)以應對(duì)度量誤ε±差問(wèn)題,但(dàn)本文(wén)>∏≤★未做(zuò)介紹),  (對(duì)于 non-tradable 因子(zǐ)而言)表示和(≠∑hé)其溢價無關的(de)常數(shù)項。


我們的(de)目标是(shì)通(tōng)過 (1) §'★和(hé) (2) 來(lái)估計(jì)  的(de)因子(zǐ)溢價,在上(shà®☆ng)述模型下(xià),其因子(zǐ)溢價為(wèλ←i)


  


即  的(de)因子(zǐ)溢價由  對(duì)隐性因子(zǐ)的(de)暴露和(hé)隐性因子∏≥(zǐ)的(de)溢價決定。也(yě)許有(yǒu"§)的(de)小(xiǎo)夥伴可(kě)能(néng)會(huì)問(wènπ ∑),式 (2) 中并沒有(yǒu)出現(xiàn)隐性因子(zǐ)的(de)溢☆↔‍價  ,那(nà)麽  應如(rú)何理(lǐ)解呢(ne)?這(zhè)✘♦裡(lǐ)的(de)直覺解釋(這(zhè)部分(fēn)特别感謝( ±xiè)修老(lǎo)師(shī)的(de)點撥)是(shì),  的(de)因子(zǐ)溢價是(shì)對(duì)風(fēng)險的(↕♣≈≈de)補償,而  的(de)風(fēng)險由其對(duì)隐性因子(zǐ)的(de)暴露,即™ ©☆  決定,因此  的(de)風(fēng)險補償(即  )是(shì)  。一(yī)般而言,  不(bù)一(yī)定出現(xiàn)在  的(de)表達式 (2) 裡(lǐ)。比如(rú),如(rú)果  本身(shēn)是(shì) non-tra€‍dable 因子(zǐ),例如(rú) GDP grow×₽∏φth,它的(de) DGP 應該由和(hé) GDP 相(xiàng)關的(d→ e)東(dōng)西(xī)驅動,而不(b™ "ù)應該有(yǒu)其風(fēng)險溢價(其風(fēng♣✔)險溢價可(kě)通(tōng)過構造其 m↕₽™÷imicking portfolio,即對(duì)于該因子(zǐλ ∞γ)有(yǒu)一(yī)個(gè)單位的(de)暴露,對(duì)₩∞≤于任何别的(de)因子(zǐ)無暴露的(₹♣¶®de)投資組合)來(lái)确定;隻有(yǒu)當  是(shì) tradable 因子(zǐ)時(shí),其風(★•↑≠fēng)險溢價才應出現(xiàn)在其 DGP 裡(lǐ   )。


Okay!再回到(dào)我們的(de)論述。


依上(shàng)述說(shuō)明(míng),我們隻要(y♠★ào)知(zhī)道(dào)  和(hé)  ,就(jiù)可(kě)以通(tōng)過  計(jì)算(suàn)  的(de)因子(zǐ)溢價。然而,不(bù)要(yào)♠βα忘了(le),在隐性因子(zǐ)模型中,因子(zǐ)  是(shì)不(bù)可(kě)觀測的(de),因而無∑★♥論  還(hái)是(shì)  都(dōu)是(shì)不(bù)可(kě)識别的(de)。那(n∞≤à)麽,是(shì)否意味著(zhe)我們走到ε♠(dào)死胡同呢(ne)?答(dá)案是(shì)否定的(₹Ωφde)。因為(wèi)我們可(kě)以繞過分(fēn)别計(jì)算(suàn)  和(hé)  而直接估計(jì)  之所以能(néng)夠實現(xiàn)上(shàng)述計(jì)算(suàn₩ )的(de)關鍵是(shì)線性多(duō)因子(zǐ)模型的(de)旋轉不(bù)變性(rotation♠☆> invariance)它指的(de)是(shì),哪怕  無法觀測,但(dàn)隻要(yào)我們能(n≈σ©₩éng)夠觀測到(dào)  的(de)某個(gè)滿秩旋轉(full-rank rotation)®™♦♠,那(nà)麽就(jiù)可(kě)以直接估計(jì)出  。


在數(shù)學上(shàng),假設我們觀測到(dào)  的(de)某個(gè)滿秩旋轉  (  為(wèi)  維滿秩方陣,注意,這(zhè)裡(lǐ)♦₩σ≥并不(bù)要(yào)求  是(shì)可(kě)觀測的(de),隻要(yào)能(né ₹ng)觀測到(dào)  即可(kě))。為(wèi)了(le)理(lǐ)解旋轉不(bù)變形®•♠€,将式 (1) 和(hé) (2) 改寫為(×®'wèi)


  


  


接下(xià)來(lái),定義  ,  以及  。利用(yòng)新定義的(de)三個(gè)變量,我們可(←'¥kě)以通(tōng)過旋轉後的(de)因子(zǐ)←¥   來(lái)改寫 (1) 和(hé) (2)


  


  


由 (3) 和(hé) (4) 可(kě)知(zhπ€←ī),隻要(yào)  可(kě)觀測,那(nà)麽我們就(jiù)可(kě¶φ£)以通(tōng)過  對(duì)  時(shí)序回歸得(de)到(dào)  ;并通(tōng)過截面回歸得(de)到♣★(dào)  (i.e., 把 test assets 的(d€™¶e)平均收益率對(duì)它們對(duì)  的(de)暴露進行(xíng)截面回歸)。一₩​(yī)旦有(yǒu)了(le)  以及  ,利用(yòng)旋轉不(bù)變性就(jiù)能(néng)最終得(de)↓φ​到(dào)我們關心的(de)因子(zǐ)溢價  :


  


在隐性多(duō)因子(zǐ)模型下(xià),一(yī)γ☆>旦有(yǒu)了(le)  ,就(jiù)可(kě)以利用(yòn∞✘‍€g)旋轉不(bù)變性得(de)到(dào)  。為(wèi)了(le)得(de)到(dào)  ,一(yī)個(gè)自(zì)然而然的(de)選™♥擇是(shì)使用(yòng) PCA。隻要(yàΩ××o)隐性因子(zǐ)足夠強(可(kě)以理(lǐ)解為(wèi)因子(zǐ)與♠"股票(piào)有(yǒu)較強的(de)截面相(xià✔→πng)關性),PCA 總可(kě)以複原對(duì)因子(z± ǐ)空(kōng)間(jiān)的(de)某個(gè)旋轉變‍₩®換(Bai 2003)。基于此假設,我們就(jiù)可(kě)以利用(§®♠yòng) PCA 得(de)到(dào)  ,從(cóng)而實現(xiàn)整個(gè)方法¶≥Ω論的(de)閉環。


4


本節正式陳述 Giglio and Xiu (2021) 提出的(de)因子 γ(zǐ)溢價估計(jì)量。由于他(tā)們在 two-pass 的(de↔↑)基礎上(shàng)加上(shàng)了(l‍≠π÷e) PCA,因此該估計(jì)量是(sα≈hì)一(yī)個(gè) three-pass estimato≤'φ$r,也(yě)被稱為(wèi) PCA-augmented FM regr£δession estimator。為(wèi)了(le)介紹數(shù€δπ)學公式,定義如(rú)下(xià):


 維超額收益率矩陣(  是(shì)資産個(gè)數(shù)δ γ≠,  是(shì)期數(shù));

 維因子(zǐ)矩陣(  是(shì)隐性因子(zǐ)個(gè)數(‌≈shù)); 

 維目标因子(zǐ)矩陣(  是(shì)待估計(jì)因子(zǐ)個(Ω ✘gè)數(shù)); 

 維随機(jī)擾動矩陣; 

 維測量誤差矩陣。


此外(wài),定義  ,  、  、  以及  分(fēn)别為(wèi)上(shàng)述矩©★δ陣的(de)時(shí)序去(qù)均值版本。利用(yòng>×)上(shàng)述變量,three-pass estimator 的(de ♦ )三步驟如(rú)下(xià):


Step 1, PCA:


對(duì)矩陣  進行(xíng) PCA,得(de)到(dào)


  

其中  表示前  個(gè)特征值最大(dà)的(de)特 §☆征向量;  表示将這(zhè)些(xiē)特征向量按列聚合。


Step 2, Cross-sectional regression:


将  個(gè)資産的(de)收益率時(shí)序均值(向量記為(wèi)¥♣✔  ,注意它和(hé) demean 之後的(de)  不(bù)是(shì)一(yī)回事(shì)兒(ér‍↔<))對(duì)第一(yī)步得(de)到(dào)的(‍±↑de)  截面回歸,得(de)到(dào)隐性因子(zǐ)的(de)∞♣"溢價估計(jì)


  


Step 3, Time-series π₩regression:


将目标因子(zǐ)  對(duì)通(tōng)過 PCA 得(de)到(dào)的(d$₽e)隐性因子(zǐ)進行(xíng)時(shí)序回歸,得(de)®​™到(dào)因子(zǐ)暴露


  


最後,利用(yòng)第二步和(hé)第三步分(fēn)别得(de)‌<☆↑到(dào)的(de)  和(hé)  計(jì)算(suàn)因子(zǐ)溢價  。以上(shàng)就(jiù)是(shì)關于 three-pass esti"€σmator 的(de)介紹。關于該估計(jì)量•≤βα更多(duō)的(de)說(shuō)明(míng)、數(shù)學推導以及↑>漸近(jìn)性質,請(qǐng)參考論文(‍ wén)原文(wén)。


5


在實證中,為(wèi)了(le)使用(yòng)該估計(jì)量,我→€‌γ們需要(yào)選定用(yòng)于第一(yī)步 PCA 以及δ‍第二步截面回歸的(de) test assets。這(zhè)裡(lǐ✔¥)一(yī)般選擇 managed portfolios 比個(gè)股∏δ¥ 要(yào)更好(hǎo)(因為(wèi)對(dα§>σuì) managed portfolios 做(z ≈¶uò) PCA 要(yào)比對(duì)個(gè)股$π€‌做(zuò)穩定的(de)多(duō))。在 Giglio and ↑"Xiu (2021) 的(de)實證研究中,二★ 位作(zuò)者使用(yòng)了(le)來↓'(lái)自(zì)不(bù)同大(dà)類資産的(de) 647 個(←<gè)投資組合作(zuò)為(wèi) test assets。


在本節的(de)簡單實證中,我使用(yòng) BetaPlus ∑γ小(xiǎo)組基于常見(jiàn)協變量、針對(duì) A 股€‌構造的(de) 150 個(gè)投資組合作(zuò)為(wèi←↔) test assets(實證周期是(shì)&€ 2006/01/01 到(dào) 2021/05/31;實λσ證中選擇前 10 個(gè)主成分(fēn))。而對(duì)于待₹↑±估計(jì)溢價的(de)因子(zǐ)  ,則選擇了(le)一(yī)系列動量因子(zǐ),包₩®≈∞括總收益動量、52 周高(gāo)點距離(lí)、動量加速↔§度、特質性動量、累計(jì)異常收益率、阿爾法&∑→動量、左尾動量以及相(xiàng)似動量。由于這(zhè)些(xiē)都(dōu)是(φ™shì) traded factors,因♥$λ≥此通(tōng)過 portfolio sort 構造因子(zǐ)投資組合便可ε> ≠(kě)以估計(jì)它們的(de)溢價。但(dàn)是(s×"εhì)由于如(rú)此構造的(de)組合難以避免在其他(tā)‍αα₩風(fēng)險因子(zǐ)上(shàng)σ₹>"有(yǒu)暴露,因此因子(zǐ)溢價的(de)估計(jì)在所難免受到(☆←Ω​dào)這(zhè)方面的(de)影(yǐng)響。這(zhè)便給了(±♠le)我足夠的(de)動機(jī)來(lái)應用(yòng) thβ↑ree-pass estimator 來(lái)考察是(shì)否會(h₩ uì)得(de)到(dào)不(bù)一♠≈'(yī)樣的(de)結果。下(xià)表給出了(le)兩種估計(jì)方法給出的(de)因子(z₹♥εǐ)溢價。結果顯示,在 52 周高(gāo)點距離(lí)、特質性動量以及累計​∏πα(jì)異常收益率三個(gè)因子(zǐ)上(₩®★∏shàng),兩種方法的(de)因子(zǐ)溢價符号是(shì)相∑♣✔‌(xiàng)反的(de),表明(míng)需要(yào)進一(yī)步的(≈λde)分(fēn)析。


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當然,three-pass estimator 更大(®•λdà)的(de)價值在于分(fēn)析 non-tradable 因子×↔πσ(zǐ)。鑒于時(shí)間(jiān)和(h​∏αλé)精力,本文(wén)并沒有(yǒu)進行(xíng£¶≈)相(xiàng)應的(de)實證。感興趣的(de)™ 小(xiǎo)夥伴可(kě)以自(zì)己試一 §€$(yī)試。畢竟從(cóng)經濟理(lǐ)論出發,資産的(de)預期γ>收益率和(hé)大(dà)量 non-tradable 因子(≥₽ •zǐ)有(yǒu)關。而無論是(shì)本文(w✔γ‌én)介紹的(de) Giglio and Xiu (">2021) 還(hái)是(shì)本系列上(shàng)一(yī)篇←∏α£的(de) Bybee, Kelly and≠$♥ Su (forthcoming) 都(dōu)值得(de)在實踐中​φ♥¶嘗試。最後,對(duì)這(zhè)兩篇文(‍Ωwén)章(zhāng)的(de)介紹還(hái)讓我想起更≠‌早的(de)一(yī)篇推文(wén)《Bayesian Two-Pass Re↕♣‌gression》。它們都(dōu)是(shì) two-pass estimato<¥☆r 的(de)有(yǒu)益拓展。



參考文(wén)獻

Bai, J. (2003). Inferentia♥✔♣l theory for factor  $models of large dimensi¥‍∏ons. Econometrica 71(1), 135–171.

Bybee, L., B. T. Kelly, and Y. Su (fort©$εhcoming). Narrative asset pricing: Intδ δerpretable systematic risk ☆ factors from news text. Review of Financial S‌∏tudies.

Giglio, S. and D. Xiu (2021). Asset pr₹λεicing with omitted factors. Journal of Political E®←≈conomy 129(7), 1947–1990.



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