随着5G通信技术的快速发展,通信遍布人们生活的每个方面,通信发展速度变得很快,通信的要求也很高。对于含有多用户的通信系统,必须确保用户通信质量。如果通信系统有窃听者的话,通信的物理层安全问题必须得到解决。还有面对稀有的无线频谱资源,必须大幅度提升频谱资源利用率。本文研究了两个鲁棒波束成形问题:无线认知网络中的鲁棒MISO下行波束成形问题,为了提高频谱资源利用率实现了频谱共享,可以允许次级用户和初级用户使用同一个信道,同时还应避免次级发射对初级用户产生过多的干扰,以免影响初级用户的服务质量。面对这个问题,我们提出一种鲁棒最优波束成形技术,在信道状态信息(CSI)不确定的情况下,解决对初级用户过多干扰的问题。通过建立通信网络模型,提出鲁棒多输入单输出(MISO)下行波束成形问题,这个问题需要极小化发射功率,同时满足次级用户的服务质量(QoS)和初级用户干扰的约束。这个问题是一个非凸的QCQP问题,一般情况很难得到闭式解。本文通过凸优化工具提出一种算法,通过运用S-Lemma的扩展形式可以把这个问题转化为凸问题。通过Matlab仿真,会发现其性能优于已有算法,且计算成本接近传统设计。同时仿真验证了数学推导结果的正确性和鲁棒波束成形方案的有效性,还比较了设置不同参数时的系统性能。无线携能安全通信系统的波束成形设计,无线携能技术可能受到恶意窃听者的攻击,因为能量接受者不仅获取了能量,也会接受到发送给其他合法用户的有效信息,物理层安全技术就是非常关键的部分。信号源发送信号给自我可持续中继,自我可持续中继从接收到的信号中获取能量,然后利用获取到的能量把信号放大多播给目标用户。窃听者可以从信号源和中继窃取到信号并解码。我们必须要解决信息安全和能量发送两个问题。通过建立通信系统模型,提出优化问题。这个问题需要极小化发射功率,同时达到中继和用户的信干噪比要求,还要满足窃听者的信干噪比最大阈值和能量约束。在CSI非完美的约束下,这个问题是非凸的。我们通过线性锥规划的强对偶定理和S-Lemma等一系列数学变形,把该非凸问题转化并松弛为凸问题。然后借助Matlab的cvx工具来解决这个问题。得到了优化的波束成形向量,达到我们需要的通信要求。