近年来,随着无线通信技术的快速发展,各种新型无线网络不断涌现。网络信息安全正是这些新型无线网络大规模普及和应用的前提条件。传统解决网络信息安全的方法都是基于密钥加密,通过在网络协议栈的上层采用各种加密算法来保证数据的安全性。然而,在网络协议栈中的每一层加入安全机制已成为一种必然的发展趋势。物理层安全（Pysical Layer Security,PLS）技术通过利用无线信道衰落、时变的固有特征,采用先进的物理层传输技术（如多天线技术、协作中继技术等）来实现无线信息的安全传输。物理层安全技术作为传统密钥加密方式的补充,两者可以有效地结合起来进一步增强无线网络中敏感数据和可信数据的安全传输。本论文提出了一种安全传输架构,该架构包括物理域、能量域和社交域。并进一步利用物理域的中继传输技术、能量域的能量收集技术和社交域的用户社交特征,提出了新的信息安全传输策略。主要工作和创新点如下:第一,在物理域,针对下垫式认知多中继网络中,次级用户的信息安全传输问题,提出了一种安全的次级中继选择策略。该策略通过联合考虑次级网络的中继选择和动态功率分配,以达到最大化次级网络保密速率和最小化能量消耗的目标。考虑实际无线网络时变特性,把主网络频谱占用状态、次级网络中继剩余能量状态和无线信道状态构建成马尔可夫模型,建立最大化次级网络保密速率和最小化次级网络能量消耗的优化问题。利用原始对偶启发式算法求解该优化问题。仿真结果证明,提出的安全次级中继选择策略和功率分配方案的性能优于已有中继选择策略的性能。第二,联合物理域和能量域,针对协作认知网络中主网络的信息安全传输问题,设计了一种安全波束策略。在主网络和无线充电次级网络的协作传输场景中,能量受限的次级网络发送机从主网络收集能量,并用收集的能量协助主网络发送机转发信息。作为回报,次级网络发送机可以同时发送次级用户信息。由于次级网络中存在的多个次级接收机可能在没有允许的情况下译码主网络发送机信息,造成主网络信息安全问题。在满足次级发送机功率限制和主网络信息保密速率需求条件下,以次级发送机的发送波束和转发波束为优化变量,设计最大化次级网络数据速率的优化问题。由于构造的优化问题是非凸优化问题,提出了基于两个阶段的优化算法。仿真结果证明,提出的安全波束策略可以显著地提高次级网络的数据速率,同时保证主网络保密速率要求。进一步在协作认知直通通信（Device to Device, D2D）网络场景中,针对蜂窝网络信息安全问题,提出了一种能量和安全信息同传的波束策略。D2D发送机协助蜂窝网络转发下行信息到蜂窝接收机,同时D2D发送机发送自身数据到D2D接收机。然而,多个具有能量收集功能的空闲D2D接收机可能窃听蜂窝网络下行信息。在满足空闲D2D接收机能量收集需求和蜂窝下行信息保密速率需求的条件下,以D2D发送机发送波束和转发波束为优化变量,设计了最大化D2D网络数据速率的优化问题。利用半正定松弛（semi-definite relaxation, SDR）方法求解出最优发送波束和转发波束。进一步提出了两个复杂度更低的子优化算法。仿真结果证明,提出的能量和安全信息同传波束策略可以实现最大化D2D网络数据速率,同时满足空闲D2D接收机能量收集需求和蜂窝网络信息保密速率需求。第三,联合物理域,能量域和社交域,分别针对D2D网络中继和多播两种数据分发方式的安全问题,提出了基于社交亲密度的能量收集D2D安全中继选择策略和基于社团的能量收集D2D安全多播策略。首先,在中继数据分发方式中,协作中继节点可能为不可信节点,且非法译码转发信息。在终端物理位置、能量收集和用户亲密度限制条件下,设计以最大化D2D网络主信道速率为准则的中继选择策略。提出了该中继选择策略的启发式算法。仿真结果证明,与已有中继选择方案相比,提出的中继选择策略可以实现最优D2D网络数据速率。其次,在多播数据分发方式中,社团成员可能为不可信节点,且译码多播信息。在簇头能量收集、簇头与成员物理位置和簇头与成员亲密度限制条件,设计以最大化社团多播速率的优化问题。提出了求解该优化问题的启发式算法。仿真结果证明,提出的多播策略可以显著提高本地数据多播速率,同时减少能量消耗。