无线通信系统的快速发展在给人们带来越来越多便捷的同时，也因无线信道开放性和广播性等特点，极易受到非法的安全威胁，人们对通信系统安全的需求与日俱增。传统的加密机制一般针对链路层及以上层，没有考虑物理层空中接口的安全性，也没有对物理层丰富的资源和特征加以利用。混沌系统的出现为实现物理层安全提供了较好的解决方案。混沌系统具有良好的初值敏感性、随机性和遍历性，这使其具备了优良的密码学特性，并能够充分利用OFDM技术模块化和数字化的特征，与OFDM技术进行联合设计，以提高通信系统的安全性能。　　本文对常用的离散混沌系统及其特性进行了详细的介绍和分析，详细阐述了基于混沌理论的物理层安全方案的可行性，并针对OFDM物理层中的调制过程和信道编码过程，分别提出了基于混沌理论的安全加密方案。主要工作如下:　　1)针对OFDM物理层调制过程，提出了基于混沌系统的新型安全调制方案。其中，针对数字调制过程提出了相位混沌旋转方案，利用混沌序列产生相位旋转因子，对星座图进行旋转加密;针对OFDM调制过程，提出了子载波混沌映射方案，利用混沌序列产生子载波映射因子，构成信号对子载波的随机选择机制。经过验证分析，本文所设计的方案在提供优良的加密效果的同时，不会破坏原通信系统的数据传输性能。　　2)针对物理层卷积码编码过程，提出了基于多重混沌系统的混沌卷积加密方案。该方案利用多重混沌序列分别对卷积码编码器中的输入数据和各个状态寄存器的状态值进行实时加密，实现编码器的实时加密输出，并在接收端基于维特比译码算法设计出解密及译码方案。实验表明，提出的方案具有极大的密钥空间，能够实现良好的加密效果，同时不会对卷积码的纠错性能造成影响。