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随着“互联网+”时代的到来,人们对于无线接入网中的带宽和服务质量等要求越来越高,现有网络中暴露出的频谱资源稀缺和终端能耗较高等问题也越来越尖锐。作为下一代无线通信协议中支持的端到端通信技术,D2D通信能够实现基站控制下的终端间数据直传。由于D2D通信的存在,基站负荷及终端能耗显著降低,与此同时,频谱效率得以成倍提升。本文的研究课题恰是无线接入网中的D2D通信为技术背景的。本文首先阐述了课题的研究背景,分析了课题的研究意义,并对研究内容及结构安排进行了具体说明。以调研下一代通信协议中D2D通信标准及国内外研究现状为基础,重点分析业界目前所提出的一些分簇策略和安全传输机制,发现不足,提出改进与创新,给出了 D2D自适应安全成簇方案和D2D簇内分级安全传输机制。出于终端用户之间物理域和社交域等多域信息对于用户通信安全性影响的考虑,本文提出一种基于Kmeans聚类算法的D2D安全成簇方案,先考虑D2D终端用户的物理位置和社交信任度特性,将传统的Kmeans算法加以改进实现D2D簇的自适应快速形成,再考虑用户间传输的安全性,对处于簇边缘的用户进行合理调整,得到最终分簇结果。仿真结果表明,该D2D安全成簇方案能够使一定数量的D2D用户自适应的分成若干个簇,同时与已有分簇策略进行比较,能够实现系统能耗的降低和系统安全性的提升两大目标。最后,针对伴随D2D安全分簇而来系统通信安全性降低的场景,提出了基于D2D安全分簇结果的簇内分级安全传输机制。针对簇内存在低权限用户和簇外存在窃听用户的场景,提出广播与端对端发送配合的混合传输机制,具体地,对D2D簇内高权限用户进行某些敏感信息广播时,选出协作干扰用户使用波束成型技术向低权限用户发送干扰信号,使其接收“致盲”,而对于簇边缘的高权限用户发送敏感信息时,使用时间反转技术,在提高目的信道的信道状况同时,使得窃听信道的信道状况变差,进而目的用户更好接收、簇外窃听用户接收不到有效信息。仿真结果表明,相比于传统解决机制,提出的混合分级安全传输机制在降低能量消耗、提高系统安全容量、节约时间方面有较明显的性能提升。