随着信息化时代的到来和5G技术的日渐成熟与普及,在提高无线通信系统传输速率和频谱利用率的同时,信息的安全可靠传输越来越受到人们的关注,如何确保信息更快、更安全的传输成为学术界和工业界关注的热点,这也为无线系统的设计和实现带来了更高的要求和挑战。随着计算机计算能力的快速提升,基于传统的计算加密技术面临着严重的安全风险。与“计算上安全”不同,物理层安全技术从无线信道的特质出发,利用合法用户信道和窃听用户信道之间的差异实现信息的保密传输,实现了信息论意义上的安全。人工噪声和协作干扰技术是物理层安全中的重要技术,其系统安全性能与系统中信道状态信息密切相关。本文首先介绍了基于人工噪声和协作干扰的物理层安全技术;然后针对协作节点和合法用户间信道CSI非完美的实际情况,采用基于有限速率反馈信道模型,研究了基于人工噪声和协作干扰的物理层安全技术;然后,针对协作节点的补偿与激励问题,研究了无线供能系统中的协作干扰技术。本文主要贡献和工作总结如下:针对基于人工噪声和协作干扰系统,提出了一种基于有限反馈条件下的安全传输方案,推导了该方案下系统的连接中断概率和保密中断概率的闭式解,并对理想情形、无反馈和仅存在人工干扰噪声和协作干扰的情形进行了连接中断概率和保密中断概率的对比仿真和分析,研究了各种情形下的可靠性-安全性折中性能界,从而可以根据不同的系统需求选择和设计系统参数,证明了基于有限速率反馈系统在复杂度和可靠性-安全性折中方面的优越性。最后,推导了系统遍历可达保密速率,分析了反馈比特数对系统的遍历可达保密速率的影响,从而为实际系统的应用和设计提供了理论依据和参考。针对无线供能系统,提出了一种协作节点发送干扰信号的协作干扰方案,研究了五种不同CSI模型协作干扰方案下该系统的安全传输性能,推导了各种情形下的连接中断概率和保密中断概率的闭式解,并给出了高SNR近似下的表达式;揭示了系统的连接中断概率和保密中断概率的折中关系,给出了保密中断概率限制条件下的系统所需最小反馈比特数。最后,研究和推导了系统遍历可达保密速率,分析了高SNR下相对于不反馈时所能获得的遍历可达保密速率增益。研究结果表明相比于无协作节点的系统,基于无线供能协作干扰节点的安全传输系统在无需额外能量的条件下,可获得很好的复杂度和安全性-可靠性的折中。