近年来,无线通信技术发展迅猛,凭借诸多优点取得了广泛应用。然而无线信道固有的开放性、广播性以及移动性使得数据传输面临着被窃听的安全风险。物理层安全技术利用无线信道的独特性与差异性,建立安全机制从而实现数据的安全传输。在物理层安全传输中,发送者事先掌握理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)是保证安全传输的重要前提。但现实通信环境中存在的反馈时延与估计误差等非理想因素,发送者很难事先得到理想CSI,从而一定程度上降低了基于理想CSI的物理层安全研究的实际参考价值。出于对上述问题的思考,本文对非理想CSI条件下的物理层安全传输展开研究,研究成果如下:1)结合网络编码技术与中继协作技术,对非理想CSI条件下的物理层安全展开了研究。针对基于二时隙模拟网络编码与三时隙网络编码的中继安全传输模型,分析了瑞利衰落信道下模型中各节点信号发射与接收的具体过程,并推导了在非理想条件下合法用户的安全容量与系统的保密中断概率。2)针对基于三时隙网络编码的中继安全传输模型,设计搭建了硬件验证平台。根据该模型的特性,从终端硬件方案设计、OFDM收发系统设计与网络编码模块设计三大部分进行硬件平台设计实现,最后利用该验证平台进行安全数据通信性能验证。3)针对平台设计实现过程中节点间通信过程时延、设备精度以及设备之间的时钟差异造成节点时隙同步困难的问题,本文提出了一种适用于本平台的三节点自同步传输方案。所提方案能够有效利用中继节点的广播时隙,在不额外增加硬件实现复杂度的前提下,解决了节点间的时隙同步问题。4)针对基带信号中数据处理时延造成的通信效率降低问题,本文提出了一种抗处理时延的高效数据传输方案。所提方案从时隙分配的角度出发,通过压缩时隙碎片提高系统整体通信效率,弥补了基带信号处理时延所带来的影响。