由于无线通信的广播特性,通过无线介质传输的信息有可能受到非法用户截获和窃听。传统的信息安全方法一般基于网络层密钥技术,需要很强的计算机处理能力才能破译,随着计算机运算速度不断提高,被破解的可能性也大大提高。物理层安全技术通过无线信道的物理特征来确保通信信息的安全性,使无线通信系统中的传输数据在底层进行处理,可以增强传输过程中的数据保密性。随着全双工无线电通信技术的迅速发展,目前最新的研究实验成果已经实现信号同时同频传输,其自干扰可以被抑制到白噪声水平。在全双工中继场景下对物理层安全技术进行研究,既可以发挥协作中继的特点,又可以通过全双工技术使系统传输速率与安全保密性能近乎倍增,因此研究全双工协作中继场景下的物理层安全技术具有重要意义。本文通过对人工噪声与中继波束成形矢量的设计,实现了全双工中继场景下的安全传输方法,主要研究工作如下:1.本文在多节点协作的全双工中继网络模型下,设计了融合人工噪声的中继转发方案,提出了基于安全速率最大化与功率最小化准则的优化算法,并通过对KKT条件的推导,以及安全速率最大化问题和功率最小化问题之间的强对偶性,证明了算法的最优性。仿真结果表明本文所提出的安全传输方案,相比原有的波束成形技术在系统性能上有显著提升。2.由于实际场景中发送端已知的信道状态信息具有不确定性这一现状,本文对全双工中继场景中的鲁棒性安全传输方案进行了设计。在有界误差模型和统计误差模型下,通过S-procedure等方法将窃听端的SINR约束转换为线性不等式约束,将最大化合法用户端SINR的优化问题转化为凸优化问题,推导出使系统获得最大保密容量的波束成形矢量与人工噪声矩阵,从而使非完美信道场景中的通信安全性得到了保障。3.本文提出信源与中继相互协作,功率联合分配的安全传输方案。中继发送功率较高时,由于自干扰噪声等因素的影响,仅考虑中继之间互相协作难以使系统安全容量继续提高。本文在所设计中继转发方案的基础上做出改进,提出了源与中继联合功率分配的算法,使系统安全性能获得进一步提高。