摘要：物理层安全充分利用物理层链路的内在随机特性,可以有效避免保密信息遭受恶意用户的窃听。然而传统的物理层安全模型中,系统的物理层安全性能有限,且频谱利用率不高。为此,本论文引入双向协作中继和协作干扰技术,提高主信道传输速率的同时削弱窃听信道,以提升系统的安全容量。双向中继和协作干扰的引入为物理层安全的无线资源优化问题带来新的挑战。本论文以提高安全双向中继网络安全容量,优化无线资源配置为目标,对中继和干扰节点选择以及功率控制这两个关键技术进行研究。首先,为了提高安全双向中继网络的安全容量和频谱利用率,提出基于最大化安全容量的最优中继和干扰节点选择(MSC-RJS)策略。针对基于AF协议的安全双向中继网络,构造网络模型,给出模型的各项参数,分析主信道和窃听信道接收端的等效信噪比,确定系统安全容量的数学表达形式；在此基础上,提出MSC-RJS策略,并研究几种中继和干扰节点选择算法和相应的次优选择算法,选择合适的中继节点和干扰节点策略集,实现系统安全容量的优化。其次,为了优化安全双向中继网络各节点的效用,降低干扰节点对主信道的负面干扰,提出一种基于Stackelberg博弈的源节点与干扰节点联合功率控制算法。针对网络中节点的自私特性,分析源节点、中继节点和干扰节点之间的竞争与协作关系,建模为Stackelberg主从博弈,并构造源节点和干扰节点的效用函数；采用重复迭代算法寻求博弈的Stackelberg均衡解,证明Stackelberg均衡的存在性和收敛性。通过基于Stackelberg博弈的联合功率控制算法,实现源节点和干扰节点效益的联合优化。最后,通过MATLAB仿真工具对基于协作干扰的安全双向中继网络无线资源优化进行性能评估,验证本文提出的MSC-RJS选择策略和基于Stackelberg博弈的联合功率控制算法的有效性。图23幅,表4个,参考文献65篇