随着无线通信技术的发展,无线终端设备和数据量都呈现快速的增长,对无线电频谱的需求也越来越大。协作认知无线电网络是一种新型的智能无线网络,既能很好的解决频谱资源稀缺的问题,又能通过协作中继技术提升系统的传输性能。携能通信(Simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)是无线通信技术和无线能量传输技术一个新的结合,是利用射频信号实现信号和能量同时传输的新技术,在能量受限网络具有广泛的应用。然而,作为一种新型的无线网络,由于认知网络中次用户的非授权性和无线网络的开放性,网络的安全通信受到学术界和工业界的广泛关注。传统的安全通信使用加密算法对传输信息进行加密保证信息的安全,随机计算机的发展,传统的加密算法出现越来越多的破绽,本文现有研究主要侧重于主网络的性能,对于次网络的研究相对较少,尤其是次网络资源分配和安全通信问题。本文主要研究协作认知网络中,次网络资源分配问题和考虑存在窃听节点时次网络的安全传输问题,通过无线信道的物理层安全技术来确保信号的安全传输。因此,论文的具体研究工作如下:1)研究基于携能通信的协作认知网络中资源分配问题,在协作认知网络中,次级用户的信号传输会对主用户造成干扰,必须将次网络的信号控制在一定阈值之下。考虑总发射功率和信号干扰约束,建立了最大化次网络信道容量的优化问题。在多个中继节点中,通过中继选择算法选择一个最优中继。针对原问题的非凸性,通过变量替换的方式将原问题转化为凸优化问题,并利用KKT条件和梯度下降算法求解。最后,通过大量的仿真实验验证了算法的性能。2)研究基于携能通信的协作认知网络中安全通信问题,在上一章的协作认知无线网路中,考虑窃听节点的存在,结合总发射功率和信号干扰的约束,建立最大化次网络的安全速率模型。针对目标问题的复杂性,将原问题分解为总功率分配和功率分割两个子问题,并分别采用差近似规划和遗传算法对两个子问题进行求解。然后将两个子算法进行合并,得到能够获得最优安全速率的联合优化算法。针对多个中继的选择问题,提出一种双中继选择策略。最后,通过大量的仿真实验表明了算法的性能。