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随着人们对通信业务的需求日益增加,第五代移动通信系统已经成为通信研究的热点。为了实现更高的通信信道容量、频谱利用率、能量效率和更低的硬件设备成本,大规模天线技术和恒模波束成形技术被广泛研究。大规模天线和波束成形技术既能够有效的实现空间复用,又可以从物理层保证通信安全,恒模波束可以降低通信设备成本。因此,研究大规模天线通信系统中恒模约束下的波束成形技术具有实际意义。本文针对多输入单输出多天线窃听(Multiple Input Single Output Multiple Antenna Eavesdropper,MISOME)安全传输模型,以实现更优的安全传输性能为目标,优化设计传输恒模波束。具体研究内容如下:(1)首先,考虑在基本的点对点保密通信系统中,非凸恒模约束条件下的波束成形问题。本文提出了两种恒模波束成形算法,一种是先利用半正定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)求出问题的近似解,再取近似解主特征向量投影得到恒模波束;另一种是先采用Dinkelbach方法将问题目标函数转化为一系列的凸子问题,再采用非凸交替方向乘子算法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)迭代求解,并证明了该算法的收敛性。仿真表明,两种算法都能保证一定的安全通信性能,且后者安全通信性能和计算复杂度更优。(2)随后,考虑在保密广播通信系统中,非凸恒模约束的波束成形问题。由于多个合法用户的存在和非凸恒模约束条件,问题难度大大增加。本文提出了两种算法,一种是利用半正定松弛的方法近似问题,并将其转化为半正定规划(Semidefinite Programming,SDP)问题,另一种是先采用log-sum-exp近似目标函数,然后利用Dinkelbach和ADMM算法联合迭代处理,并证明了算法的收敛性。仿真结果分析表明两种算法都能有效解决该问题,且后者性能更佳。(3)最后,考虑在多窃听保密广播通信系统中,非凸恒模波束成形问题。针对多合法接收者多窃听者和非凸恒模约束,本文提出了两种算法。首先利用log-sum-exp函数近似转化不连续的目标函数为连续可导的函数,方法一是利用投影梯度算法(Projection Gradient,PG)直接迭代求解,方法二是采用快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage-thresholding algorithm,FISTA)迭代求解恒模波束。仿真结果分析表明相对于基于SDR的方法,两种算法都是都能更有效的解决该问题,且方法二的性能和计算复杂度都更突出。