如今通信技术迅速发展,半双工D2D（Device-to-Device,设备到设备）通信受到越来越广泛的关注。虽然该技术在一定程度上提高了通信质量,但是日益严峻的信息安全和资源耗竭等问题成为其进一步发展的绊脚石。同时同频全双工技术是5G（Fifth Generation,第5代移动通信网络）的关键技术之一。一方面,将其运用到D2D通信系统的合法用户中,不仅可以提高资源利用率,还能提高系统通信的安全性。另一方面,非法用户运用全双工技术将对系统的安全性产生更大的威胁。因此,本文结合全双工技术和物理层安全技术,具体做了以下两方面的工作:第一,在全双工D2D通信系统中,针对能源高效利用和安全通信的问题,本文研究了以安全能量效率为优化指标,在满足最优全双工簇头用户选取、基站和簇头用户峰值功率约束以及最小目标保密速率要求的限制下,最大化系统安全能效的子载波功率分配方案。此方案能够满足能源高效利用和信息安全传输的要求。由于SEE（secure energy efficiency,安全能量效率）函数为分数形式且优化目标非凸,论文引入了分式规划、KKT（Karush-Kuhn-Tucker,卡罗需·库恩·塔克）条件、拉格朗日对偶法和投影次梯度法等理论进行问题迭代求解。仿真表明,论文研究的以安全能效为优化目标的功率分配方案能够在系统的安全性和能量效率之间取得较好的平衡。第二,针对D2D通信系统中存在全双工主动窃听者恶意干扰D2D用户的问题,本文研究了基于Stackelberg博弈的对抗全双工恶意窃听者的安全高效功率分配方案。其特点是合法用户和主动窃听者的行为相互影响。此外,考虑到单链路与多链路场景下的情况不同,进而分别进行了研究。在保证保密速率要求的情况下,研究了最小化D2D用户消耗功率和最大化窃听效用的最佳功率分配策略。由于D2D用户和恶意窃听者的优化问题不能分开解决,论文将它们之间的交互构建成Stackelberg博弈模型,并通过二分法算法和模拟退火算法进行求解。仿真表明,通过合理的功率分配能够有效对抗全双工恶意窃听者的窃听和干扰,从而实现安全高效通信,达到了更高的系统安全性。综上,本文研究的全双工D2D通信系统功率分配策略能够改善系统的安全性能并降低系统的资源消耗,有效提高系统的安全效率,为全双工通信技术和物理层安全技术在未来的通信中的应用提供了技术支撑。