Device-to-Device(D2D)通信技术作为一种终端直通技术被引入到蜂窝网络中,因其具有高速率、低延迟、低消耗的特点,在无线通信网络中具有广阔的应用前景。由于无线信道的开放性,基于终端直通机制的D2D通信更易受到同一网络中其它用户的窃听和干扰。因此,研究蜂窝网络中D2D安全传输问题具有非常重要的研究意义。本文的主要研究内容如下。本文首先对单小区蜂窝网络中D2D安全传输问题进行建模,给出基于物理层安全技术的D2D安全传输模型的评价指标,在此基础上提出一种单小区场景下基于凸优化技术的D2D安全传输波束赋形策略。该策略在理想CSI(信道状态信息)条件下,以用户的传输速率和系统保密容量为约束条件,以最小化系统功率为目标建立优化模型,并应用凸优化的相关算法对该模型进行求解,得到了基站的最优发射方案。此外,对有限反馈信息条件下的最小化系统功率优化模型进行了研究,结合Charnes-Cooper变换和S-Procedure定理,提出了一种在有限信息反馈条件下单小区场景D2D安全传输的具有鲁棒性的波束赋形策略。D2D通信安全问题多发生在多个相邻蜂窝小区相交且能被所有基站发射范围覆盖的边缘区域。鉴于上述多小区场景,本文对蜂窝网络中D2D通信下行链路的安全传输问题进行了研究,提出了一种基于多小区协作的D2D安全传输联合波束赋形策略。即考虑在理想CSI的情况下,结合多小区协作技术和波束赋形预编码技术,以系统中各小区的合法接收终端的信息速率和本地小区的安全传输速率为约束条件,以最小化系统总功率为目标建立优化模型。通过引入半正定松弛算法和高斯随机化方法对该模型进行求解,最终得到各个小区基站的最优发射功率及发射方案。针对有限信息反馈条件下的单小区场景的D2D安全传输问题,本文提出的以最小化系统总功率为优化目标的D2D安全传输波束赋形策略能够保证系统的安全传输;针对发生在多个蜂窝小区相交边缘区域的D2D安全传输问题,本文提出的基于多小区协作的联合波束赋形安全传输策略能有效降低系统的总功率。仿真实验结果验证了以上策略的可行性和有效性。