5G网络的大规模使用导致无线网络能耗的快速增长,迅速增长的能耗不但增大了系统运行成本,而且也会对环境造成更大的污染,同时还严重制约能量受限网络的寿命。为了延长无线网络的持续性,需要频繁更换电池或者充电,从而导致系统的设计较为复杂,尤其是在一些场景下不能实现频繁更换电池或者充电。因此,绿色无线电通信引起了人们越来越多的关注。射频(Radio frequency,RF)信号能够同时传递信息和能量,并且可以提供可持续、可控制的电源。基于射频信号的无线携带能量的通讯,可以作为代替电池供电的技术,有效延长无线网络生存时间。同时,由于无线通信的广播特性和随机性使得信息很容易被窃听者窃取,导致无线网络的安全问题尤为重要。如何在物理层上提高信息传输的安全性成为了人们普遍关注问题。近年来,越来越多的学者关注能量收集网络和信息安全传输问题的研究,取得了一些突破性的成果。但是总体来说,能量收集网络物理层安全技术领域的研究还处于起步阶段,在系统设计、通信安全等方面还有很多问题亟待解决。本文针对能量收集网络中的安全问题,提出了以下两种解决方案:(1)研究能量收集的全双工中继系统中,存在多个窃听节点情况下的安全速率优化问题,提出一种基于无线携能通信(Simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)的人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的安全波束赋形方法。为了保证系统传输保密信息的安全性,多天线中继在放大转发信息时发射人工噪声对窃听节点进行干扰。在满足节点传输功率和中继节点收集能量的约束条件下,通过联合优化波束赋形矩阵、人工噪声协方差矩阵和功率分配因子来最大化系统安全速率(Secrecy ratemaximization,SRM)。数值仿真实验结果表明,本文提出的基于SWIPT的人工噪声辅助的安全波束赋形方法的安全性能得到显著提高。(2)在上述研究成果的基础上,进一步研究在能量受限全双工中继网络中,存在多个窃听节点和一个能量收集节点情况下的安全速率优化问题,提出一种基于SWIPT的能量信号辅助的安全波束赋形方法。为了保证能量受限全双工中继网络传输保密信息的安全性,多天线中继在放大转发信息时发射能量信号(Energy Signal,ES)对窃听节点进行干扰。在满足中继和能量收集节点收集能量的约束条件下,通过联合优化能量信号、波束赋形矩阵和功率分配因子使系统的速率最大化。数值仿真实验结果验证了所提出方法的有效性,对比实验也说明了所提出的方法进一步提高了系统的安全性。综上所述,本文从提高能量收集无线网络中的物理层信息传输安全性的角度出发,提出了两种基于SWIPT的安全波束赋形方法,提升了系统的安全性能,为保障系统的可靠运行提供了可行有效的解决方案。论文的研究具有一定的科学意义、学术和应用价值。