Comparison and implementation of limit order book models

Abstract

In den letzten Jahren haben fast alle großen Börsen der Welt auf elektronische Orderbücher umgestellt. Diese speichern eingehende Limit Orders automatisch und führen diese gegenden bestmöglichen Preis aus. Durch diese Veränderung haben sich auch die Modelle der Orderbücher geändert. Diese Arbeit befasst sich mit der Analyse und Beschreibung von verschiedenen Modellen der Orderbücher. In letzter Zeit sind sehr viele Publikationen zu diesem Thema veröffentlicht worden. Ziel dieser Diplomarbeit ist es daher verschiedeneVarianten der Modelle zu erklären und diese zu vergleichen. Aufgrund der großen Menge an verschiedenen Ansätzen wird in dieser Arbeit der Fokus auf drei verschiedene gelegt.Der erste beruht auf der Theorie der Markov-Prozesse und auf diesem Ansatz bauen die ersten drei Modelle der Arbeit auf. Danach wird ein Modell präsentiert was das Orderbuch als Warteschlange simuliert. Die letzten Modelle, die behandelt werden, verwenden HawkesProzesse, um die Orders zu beschreiben.

In recent years, almost all major exchanges in the world have switched to electronic orderbooks. These automatically store incoming limit orders and execute them against the best possible price. Due to this change, the models of order books have also changed. This thesis deals with the analysis and description of different order book models. Recently,many papers have been published on this topic. Therefore, the aim of this thesis is to explain and compare different variants of these models. Because of the large number of different approaches, this thesis will focus on three different concepts. The first one is based on the theory of Markov processes and on this approach the first three models of the thesis are built. After that, a model is presented which simulates the order book as a queueingsystem. The last models discussed use Hawke’s processes to describe the orders.