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随着无线通信技术的快速发展,无线通信过程中传输信号的安全性问题渐渐受到人们的广泛关注。基于上层加密技术的传统无线通信方法已不再适用,位于网络协议底层的物理层进入人们的视线,人们开始研究无线通信物理层安全传输问题。方向调制作为一种有效的物理层安全传输技术,不断引起人们的研究兴趣。本文研究多用户网络中基于方向调制的物理层安全技术,基于窃听用户的方向角估计误差服从Von Mises分布这一假设,通过设计鲁棒的波束成形矩阵,提高系统的安全性能。主要研究内容如下:(1)基于窃听用户的方向角估计误差服从Von Mises分布这一假设,提出一种Von Mises分布——安全总速率最大化(Von Mises Distribution-Sum Secrecy Rate Maximization,VMD-SSRM)的鲁棒的方向调制方法。该方法首先推导出每一个窃听估计信道相关系数的期望矩阵,基于该期望矩阵,并在基站总发送功率受约束的条件下,构造出最大化系统安全总速率这一目标优化问题。接着采用半正定松弛算法以及基于Taylor展开的一阶近似方法,将该非凸的目标优化问题转化成凸的优化问题,最后使用凸(Convex,CVX)优化工具箱求解该问题。(2)为了优化窃听用户的方向角估计误差达到其最大值情况下的系统安全总速率,提出一种最大角度估计误差——安全总速率最大化(Maximum Angle Estimation ErrorSum Secrecy Rate Maximization,MAEE-SSRM)的方向调制方法。该方法为了能够设计鲁棒的发送信号波束成形矩阵以及人工噪声波束成形矩阵,首先推导出每一个窃听估计信道相关系数的上下边界值,基于该边界值,构造出最大化系统安全总速率这一目标优化问题。然后采用变量转换法将该非凸的目标优化问题转化成凸的目标优化问题,最后使用CVX求解该问题。(3)针对MAEE-SSRM方法的不足,提出一种加权MAEE-SSRM方向调制方法。该方法假定事先已知窃听用户方向角估计误差的最大值,只是不确定该误差取值的正负性,然后在目标优化问题中引入权重因子来描述这一不确定性。接着使用指数变量替代法将该非凸的目标优化问题转化成凸优化问题,最后使用CVX求解该问题。(4)针对多径环境下基于方向调制的物理层安全问题,首先构造多径信道模型,基于该模型,构造出基站总发送功率受约束下的目标优化问题,然后使用同样的凸优化处理方法对非凸的目标优化问题进行凸转换,最后使用CVX求解该问题。