随着移动通信技术的飞速发展，我们已步入一个信息爆炸的时代，但在享受便利的同时，移动通信所隐含的安全问题正日益显露并引起人们的关注。基于信息论的物理层安全技术作为一种利用无线信道的内在特征来保证信息安全传输的保密技术，相较于基于密码学的传统上层保密技术，其安全性能不受窃听用户计算能力的影响，因此引起了广泛的关注与研究。
　　本文主要针对物理层安全技术在协作中继网络中的应用进行探究，首先考察了包含多个协作中继和多个协作窃听用户这种更为一般化的通信系统模型，并在该系统模型下分别讨论了采用放大转发(Amplify-and-Forward，AF)和解码转发(Decode-and-Forward，DF)策略时的最优中继选择方案，同时对不同中继选择方案进行了安全性能分析。另一方面，由于非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)技术能够显著提升系统的频谱资源利用率，将广泛应用于下一代移动通信系统中，本文进一步对NOMA环境下的多中继协作网络的最优中继选择方案和系统安全性能进行分析和讨论，并与相同场景下的正交多址接入(Orthogonal Multiple Access，OMA)网络进行了安全性能对比。
　　对于多窃听的协作中继网络模型，最终的分析和实验结果表明最优中继传输方案的物理层安全性能要明显好于直接传输，且随着中继节点数目的增加优势更加显著。同时在该系统模型下AF协作策略在物理层安全性能方面的表现要略优于DF协作策略。最后通过对NOMA环境下的多中继协作网络进行分析，发现在相同的系统模型下NOMA网络总是能取得相较于OMA网络更好的安全性能，同时随着系统中继节点数目的增多，NOMA网络将会获得物理层安全性能上更大的优势。