无线异构网络作为5G网络的基础,具有提高网络覆盖面积,减小移动网络覆盖盲区,尤其是室内区域;增大网络传输容量,提高网络可靠性,提高频谱资源利用率,节约能量等优点。异构网络的典型代表为Femtocell网络,然而由于Femtceoll网络的引入,给移动网络带来了新的问题与挑战。由于Femtocell网络与宏蜂窝网络共享频谱资源,势必会造成严重的信号干扰,导致双层异构网络中不仅存在层内干扰,还存在跨层干扰。由于实际通信环境具有复杂性与动态性,尤其是随着未来移动网络大规模、超密集部署,使得双层异构网络中的瞬时信道增益变化更加复杂与多变。此外,随着未来异构网络接入方式更加灵活、开放,使得移动网络中的信息安全传输问题成为目前亟待解决的问题之一。因此,本文针对双层异构网络中存在的不确定因素,设计鲁棒干扰管理方案以及安全传输方案。首先,针对在慢衰落通信环境中双层异构网络上行链路干扰管理问题,同时考虑信号链路与干扰链路的信道增益不确定性,分别建模为椭球集不确定性和高斯不确定性两种信道增益模型。针对这两种慢衰落信道模型,分别提出了两种鲁棒干扰管理方案,来保证用户的服务质量。其次,在快衰落通信环境下,针对信道增益变化迅速时难以解决的干扰管理问题,提出了两种鲁棒干扰管理方案。第一种干扰管理方案基于信道增益的统计特征,将概率约束问题转化为确定型约束;第二种则基于信道增益的样本值,提高了干扰管理方案在实际系统中的实用性。最后,针对双层异构网络中的下行链路安全传输问题,为了提高安全传输性能,本文提出了一个基于子信道分配与功率控制的联合优化安全传输方案。该方案利用异构网络中普遍存在的干扰抑制监听者的信噪比,在不消耗额外功率的前提下,提高信息安全传输速率。此外,针对异构网络中的不同需求,提出了一个切换效用函数框架。