随着无线通信、计算与网络技术的发展,对无线通信的安全保密和实时传输的性能提出了更高的要求,特别是近年来,为了实现更广泛的网络覆盖、更小的传输时延以及更高的能量、频谱利用率,以D2D通信为代表的节点协作通信被提出并被应用于5G技术之中。同时由于节点协作的引入,使得网络开放性更强、结构更加复杂,通信安全面临更大的威胁和挑战。本文对D2D技术在国内外的研究现状作了简要介绍,并且以此作为背景,分析了论文的研究意义。接着对D2D网络中的协作缓存机制和物理层安全方案进行了系统的调研和总结,引入博弈论在现代通信和网络中的应用,在此基础上,进行了改进和创新,提出了 D2D通信中基于Stackelberg博弈的协作缓存传输方案和基于契约论的安全协作干扰方案,最后对整篇文章的结构安排进行了说明。围绕用户间协作缓存的思路,论文首先针对如何建立有效的D2D链路以实现基站流量卸载展开讨论,提出了一种基于Stackelberg博弈的协作缓存激励机制。设计了综合基站报酬支付与响应时间的效用函数作为衡量系统性能的指标,并借助Stackelberg博弈的框架,设计了两层主-从博弈模型,并且验证了该博弈模型均衡点的存在。仿真结果表明,论文所提出的方案能够有效激励节点根据基站负荷情况调整自身协作策略,减小基站的负荷,并且提高网络内的内容分享效率。此外,针对用户内容共享的安全传输需求,以及节点信道状态的不确定性,论文提出了基于契约论的协作干扰激励机制。该激励机制充分考虑到了节点之间信道状态的不确定性,并根据此对协作节点进行了类型的划分,同时利用拉格朗日算子法来计算最优契约集合。理论分析和仿真验证表明,与信息对称下的理想情况对比,该方案可以实现信息不对称下的安全高效传输,并使得卸载基站负荷成为可能。