通信系统发展至今,截获信息的手段不断提高,信息安全问题日益受到人们的重视。由于无线通信的开放特性,使得信号在可达范围内被窃听成为可能。传统保护信息安全的算法一般基于密码学原理,即对发送的信息采用加密算法进行加密,窃听者在未知密钥的条件下要进行解密,运算复杂度极高。但由于计算机技术的不断发展,尤其是计算机运算能力的显著提升,基于传统密码学提供的安全传输机制将面临更大的安全挑战。物理层安全基于香农信息绝对安全的定义,本文基于物理层安全的原理,对无线网络安全性能进行了分析研究,重点针对最基础的单跳特定传输节点对提出了一种有效的保护策略,并针对多跳协作干扰场景提出了新的优化模型以提升安全性能。本文的主要内容和工作包括:(1)介绍了物理层安全的基本概念、相关理论基础和技术实现,并调研了相关的物理层安全技术的研究现状。(2)提出了多节点发送合法信号的同时协作保护单跳特定收发节点模型,并提出一种优化的多合法节点发射功率分配算法。针对最可能出现的不安全传输区域,提出一种在发送节点后侧设置协作干扰节点的策略,并对如何优化该干扰发射功率进行了分析,同时研究了如何通过接收节点发送自干扰以进一步提升场景安全性能。(3)提出了一种基于协作干扰和自干扰存在下的多跳中继传输协作干扰功率优化模型,设计了一种基于自适应的粒子群算法和穷举搜索法以实现物理层安全的优化策略。此外,还提出了一种基于安全连接概率门限约束下的系统容量优化模型,并利用自适应的算法进行优化分析。最后,结合现有安全传输路径选择算法与协作干扰功率优化算法,进一步提升了安全性。