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在具有偷听者的无线网络中,与传统的保护信息免受窃听的密码学方法而言,物理层安全依靠物理层的固有属性实现保密通信,如信道衰落和噪声等,具有更高的安全性与可靠性。对于存在合法中继节点的无线网络而言,中继选择方案与中断概率的分析是物理层安全中的重要理论基础。本文考虑两种角色的中继节点,一种是负责协助转发消息的传统中继,用来提高信息传输的可靠性,一种是对偷听者产生友好干扰的中继,即干扰器,用来提高信息传输的安全性。基于提高信息传输可靠性和保密性的目标,针对存在偷听者的无线网络,论文研究系统中继方案选择和中断概率问题,主要工作和创新点如下:(1)在存在偷听者的无线网络中,以直接传输情况作为研究基础,首先总结了两种与协作中继相关的选择方案,分别是纯中继(PR)选择方案和纯干扰器(PJ)选择方案,在上述方案基础上,提出了一种全新的联合中继与干扰器(ORJ)选择方案;其次,引入拦截概率分析无线通信的安全性,并分别分析上述三种方案下的拦截概率;最后,通过仿真验证了ORJ方案较PR和PJ方案而言,有更低的拦截概率,其网络安全性能最优。(2)论文进一步研究干扰器对物理层安全的影响,首先提出了单干扰器(SJ)选择方案,在SJ方案基础上,进行干扰器数量的扩展,提出了多干扰器(MJ)选择方案方案,又在MJ方案的基础上,增加了协作中继的种类,提出了多干扰器单中继(MJSR)选择方案;基于以上方案,进一步利用概率密度函数(PDF)和累积分布函数(CDF)进行中断概率的分析,最后,通过仿真验证比较三种方案的中断概率差异和网络性能,也表明了所提出的MJSR方案有最优的网络性能。(3)在固定距离传输网络模型下,进一步对中继选择方案进行应用,重点研究存在窃听者网络的连通中断概率(COP)和保密中断概率(SOP)。首先,在无中继无干扰器(NRNJ)选择方案的基础上,提出两种与中继相关的选择策略,分别是:最优干扰器无中继(OJNR)选择方案和联合最优干扰器和中继(JOJR)选择方案;其次,使用随机几何工具分析出三种方案下网络的COP和SOP;最后,通过仿真验证固定距离传输模型下上述三种方案的效率并进行比较,仿真结果表明,我们提出的OJNR方案以及JOJR方案产生的COP和SOP均较NJNR方案有了明显降低,且JOJR方案网络安全性能最好。