Fiscal policy tracking design in the time frequency domain using wavelet analysis
Väreanalyysin käyttö optimaalisen finanssipolitiikan jäljittämiseen aika-taajuusalueella
Crowley, Patrick M.; Hudgins, David (30.12.2014)
Numero
32/2014Julkaisija
Bank of Finland
2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:bof-201501051000Tiivistelmä
In this paper discrete wavelet filtering techniques are applied to decompose macroeconomic data so that they can be simultaneously analyzed in both the time and frequency domains. The MODWT (Maximal Overlap Discrete Wavelet Transform) is applied to U.S. quarterly GDP data from 1947–2012 to obtain the underlying cyclical structure of the GDP components. A MATLAB program is then used to design optimal fiscal policy within a LQ-tracking model with wavelet decomposition, and the results are compared with an aggregate model with no frequency decomposition. The results show that fiscal policy is more active under the wavelet-based model, and that the consumption and investment trajectories under the aggregate model are misaligned. We also simulate FHEC (Frequency Harmonizing Emphasis Control) strategies that allow policymakers to concentrate the policy thrust on tracking frequencies that are optimally aligned with policy goals under different targeting priorities. These strategies are only available by using time-frequency analysis. This research is the first to construct fiscal policy in an applied optimal control model on the short and cyclical lag structures obtained from wavelet analysis. Our wavelet-based optimal control procedure allows the policymaker to construct a pragmatic tracking policy, avoid suboptimal policies gleaned from an aggregate model, and reduce the potential for destabilization that might otherwise result due to improper thrust and timing.
Keywords: LQ tracking, macroeconomics, optimal control, discrete wavelet analysis, fiscal policy Tässä työssä sovelletaan epäjatkuvia väreiden suodatusmenetelmiä kokonaistaloudellisten havaintojen pilkkomiseksi osiin, jotta niitä voidaan analysoida sekä aika- että taajuusalueella. MODWT-menetelmän (Maximum Overlap Discrete Wavelet Transform) avulla johdetaan Yhdysvaltain BKT:n alaerien syklinen rakenne ajanjakson 1947–2012 neljännesvuosiaineistosta. MATLAB-ohjelmaa käytetään tämän jälkeen optimaalisen finanssipolitiikan suunnitteluun värehajotelmat sisältävässä LQ-jäljitysmallissa. Ohjelman tuloksia verrataan sellaisen kokonaistaloudellisen aggregaattimallin tuloksiin, jossa vastaavaa taajuushajotelmaa ei ole. Tulosten mukaan finanssipolitiikka on aktiivisempaa väreisiin perustuvassa mallissa. Aggregaattimallin kulutus- ja investointiurat ovat lisäksi väreisiin perustuvaan malliin verrattuna väärin suunnattuja. Työssä simuloidaan myös ns. FHEC-strategioita (Frequency Harmonizing Emphasis Control), joiden avulla päätöksentekijät voivat keskittää politiikkatoimenpiteensä niille taajuuksille, jotka ovat optimaalisia priorisoitujen politiikkatavoitteiden kannalta. Nämä strategiat ovat mahdollisia vain, kun käytetään aika-taajuusalueen analyysia. Tässä tutkimuksessa finanssipolitiikkaa tarkastellaan ensimmäistä kertaa soveltavassa optimaalisen kontrollin mallissa, jossa lyhyen ja pitkän aikavälin sykliset viiverakenteet johdetaan väreanalyysin avulla. Väreisiin perustuvan optimaalisen kontrollin avulla päätöksentekijä voi muodostaa käytännöllisen jäljityspolitiikan, välttää aggregaattimallin vajaatehoista politiikkaa ja pienentää muutoin väärästä mitoituksesta ja ajoituksesta mahdollisesti aiheutuvaa epävakautta.
Keywords: LQ tracking, macroeconomics, optimal control, discrete wavelet analysis, fiscal policy
Julkaisuhuomautus
Published in Economic Modelling. Volume 51, December 2015, Pages 502–514