无线隐蔽通信既保护传输内容又隐蔽通信过程,广泛应用于公开信道下的匿名通信、水下通信、军事通信等领域。无线隐蔽通信中采用的低功率信号传输会因信号衰减而使得单跳传输距离受限。由于隐蔽容量是无线隐蔽通信广泛应用的基础性指标,其求解与优化已经成为实现无线隐蔽通信的主要瓶颈之一。本文从物理层安全角度,采用信息论方法,聚焦于对抗传输检测的两跳单/双向无线隐蔽通信以及抵抗传输检测和消息偷听的单跳无线隐蔽通信实现方法,提出隐蔽容量的求解方法和隐蔽速率的优化方案,具体研究工作如下:针对无线隐蔽通信单跳传输距离受限问题,基于单跳无线隐蔽通信的研究思路,提出两跳单向无线传输模式下的隐蔽通信模型,通过分析信号传输功率的约束条件,得到两跳单向传输的隐蔽容量渐进值。进一步扩展到两跳双向无线隐蔽通信模型,基于监测者的不同中继先验知识,得到相应的监测方案和隐蔽方案;基于三种不同时隙的双向传输模式(4、3和2时隙)下不同隐蔽方案的多种场景,给出理论分析得到的隐蔽容量渐进值,丰富了两跳无线隐蔽通信的理论基础体系。为了防范无线隐蔽通信下传输检测与消息偷听的被动攻击,提出一种抵抗双重安全威胁的单跳无线安全隐蔽通信模型。该模型基于人工干扰噪声和传输功率分配等物理层安全技术,通过理论分析分别得到躲避传输检测与消息偷听时隐蔽容量的约束条件;给出一种在双重约束条件下的隐蔽容量求解方法,得到了有助于提高隐蔽速率的量化指标,达到了隐蔽速率的最优结果。基于提出的隐蔽容量求解方法,为了验证理论推导得到的隐蔽约束条件的正确性,即当满足与传输信道数n相关的隐蔽容量结果(√9))时,达到传输被检测到的概率低于预设的任意极小值,即从理论上保障了两跳无线隐蔽通信的研究目标。数值分析与模拟仿真的结果表明,数值模拟方法的结果与理论分析结论一致;在双重安全威胁下无线隐蔽通信的数值分析结果还表明,隐蔽速率与消息传输总功率、功率分配系数和消息传输概率正相关。