We estimate and forecast the term structure of government bond yields using the Nelson-Siegel model, which is based on three factors. The three time varying parameters may be interpreted as factors corresponding to level, slope, and curvature, and they may be estimated with high efficiency. This model is consistent with a variety of stylized facts regarding the yield curve. The estimation result of this model is quite flexible and gives a very good fit to the data. To forecast the term structure, we predict the Nelson-Siegel factors as univariate autoregressive processes. To see the forecasting performance of this model, we compare the root mean squared error of the random walk model, the principal component analysis, and the Cox-Ingersoll-Ross(CIR) one factor model for out of sample period. We show that the reinterpreted Nelson-Siegel model is much more accurate at long horizons than the random walk model. We adjust the estimation method of the parameters in the CIR model to increase the forecasting ability. We also show that the CIR model has a good forecasting performance for one month, three months, and 1 year forecasting periods over the random walk model or the Nelson-Siegel model.
본 논문은 Nelson-Siegel 모형을 수준, 기울기 및 곡도 등 3요인으로 재해석하여 추정된 모수를 가지고 Autoregressive process 방법으로 수익률 기간구조를 예측하였다. 그리고 예측력을 알아보기 위하여 Random Walk 모형, CIR one factor 모형 및 주성분 분석모형과 예측력을 비교하였다. CIR one factor 예측모형은 수익률 기간구조의 적합성을 높이기 위하여 모수추정방법을 조정하였다. 먼저 GMM 방법으로 모수를 추정후, 일부 모수를 고정시킨 상태에서 Curve Fitting 방법으로 모수를 재추정하였으며, 이렇게 추정된 모수를 예측에 이용하였다. 국고채 수익률 기간구조 추정결과는 예측의 효율성을 높이기 위하여 한개의 모수를 고정시킨 상태에서 수익률 곡선을 추정하였음에도 불구하고 재해석된 Nelson-Siegel 모형의 적합성이 좋은 것으로 나타났고, 추정모수가 수익률 곡선의 수준, 기울기 및 곡도와 매우 유사하였다. 국고채 수익률 기간구조 예측결과를 살펴보면 Nelson-Siegel 모형은 예측기간이 길어질수록 예측력이 개선되었고, 특히 3개월후 예측과 1년후 예측에서는 모든 만기구간에서 Random Walk 모형보다 예측력이 우월하였다. 모수추정방법을 조정한 CIR one factor 모형의 예측력은 1주후 예측에서 Random Walk 모형보다 예측력이 다소 낮았으나, 대부분의 만기구간에서 Nelson-Siegel 모형보다 예측력이 높게 나타났다. 그리고 1개월후, 3개월후 및 1년후 예측에서는 만기 1-5년 구간은 Random Walk 모형보다 예측력이 우월하였고, Nelson-Siegel 모형과는 예측력 우위를 결정할 수 없을 정도로 예측력이 높았다. 재해석된 Nelson-Siegel 예측모형의 장점은 각 요인에 대한 요인계수를 알고 있으므로 모수의 추정치가 변할 때 수익률 기간구조가 어떻게 변할 것인가를 예측할 수 있다는 것이다. 모수추정방법을 조정한 CIR one factor 예측모형은 예측 방법이 간단하고 만기가 중기인 구간에서 예측력이 우월하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 예측기간, 만기구간 및 수익률 기간구조의 특성에 따라 Nelson-Siegel 모형과 CIR one factor모형을 선택하여 예측에 사용할 수 있으며, 예측된 미래 수익률 기간구조를 이용하여 이자율의 위험관리, 포트폴리오 투자전략 및 채권매매전략 등을 수립하는데 유용하게 이용할 수 있을 것이다.
