认知无线电技术是缓解频谱资源紧缺、提高频谱利用率的关键技术之一。然而,认知无线电网络的开放性与共享性使得它需要面对更多的安全威胁,因此保密技术显得越发重要。传统信息保密技术主要为高层密钥加密技术,随着科学技术的不断进步,计算机的计算能力得到飞速提升,传统的加密技术将面临严峻的挑战。因此,物理层安全问题得到了国内外学者的广泛关注。本文以保密速率作为衡量系统安全性能的关键指标,将认知无线电技术与协作中继技术相结合,在具有中继协作的认知无线电网络中开展物理层安全传输方案研究。主要工作如下:针对具有多对次级用户的多中继认知无线网络物理层安全传输问题,相比现有一对次级用户和单中继情况的理论分析和优化,前者更加复杂。本文在系统功率受限的条件下,以最大化次级用户的最差联合保密速率为目标,得到了源节点发射功率分配的人工噪声与波束成形联合优化传输方法。本文先分析了系统模型,引入中继放大转发的协作方式,进而结合保密速率的表达式,把原始的复杂非凸问题转化为凸优化问题,然后全局搜索最优发送功率组合,同时基于半正定规划的方法联合优化人工噪声协方差与波束成形矢量,使次级用户最差的总保密速率最大化。最后,在不同中继数、不同中继总功率、不同干扰温度的情况下对保密速率进行仿真,结果表明,本文的方案具有良好的保密性能。针对存在多天线窃听者的多中继认知无线网络,在不准确信道状态信息下的安全传输问题,对现有文献的研究进行拓展,给出了中继到窃听端信道状态信息不准确时的鲁棒性物理层安全传输方案的设计和优化。本文将其设计为一个中继到窃听节点的信道状态信息产生误差时,次级用户最差保密速率最大化的问题。为了达到节能和保护主用户的目的,将中继的最大传输功率和主用户能够承受的最大干扰作为约束条件。其次,本文给出网络模型下保密速率的闭合表达式,把原始的非凸问题转化成一系列的凸约束,并结合连续凸近似和高斯随机法,使优化问题能在有限次迭代中的到局部最优解。最后,通过仿真证明,本文所提方案具有良好的鲁棒性,在误差较小时,与准确信道状态信息下的保密性能趋于一致。