通信系统中的安全机制有多种，随着计算机技术，特别是量子计算技术的不断发展，其中建立在密码学基础上的安全方案目前正面临诸多挑战。与传统完全依靠密钥保密性和计算复杂度的安全技术不同，无线物理层安全技术利用无线信道的随机性和差异性等特征，为用户提供既安全又可靠的通信保障。但是，目前的物理层相关安全编码与传输技术的研究还存在以下问题：传统的随机扰码矩阵在码长增加时的计算复杂度较高；现有的安全编码没有充分利用无线信道间的差异特征；当合法信道传输性能不佳时，需要设计一种能够联合安全编码与传输技术的方案。本论文基于上述问题，对物理层安全技术展开研究。本论文的主要创新点如下：
　　1、提出了一种基于Kronecker积矩阵的改进扰码方案，并对加解扰矩阵的一致性进行证明。本方案既降低了随机扰码矩阵在编码长度增加时的计算复杂度，又确保了信道译码后合法接收者的可靠接收，而窃听者会将译码的残余错误经解扰后置于其余接收码字中。仿真的结果表明，该方案在提高窃听者误码率的同时，也使系统获得相对较小的安全间隙。
　　2、从信道衰落特征出发，对物理层安全编码方法进行研究。首先考察了合法信道的衰落幅度不同情况下信息节点的译码可靠度，在此基础上，将信息节点置于信道衰落幅度最小处，有利于合法接收者的可靠译码；其次通过改进扰码方案将窃听者接收码字中的译码错误进行扩散。实验结果表明，该方法有效地提高了窃听者的误比特率，和现有的直接传输方案及仅扰码方案相比，该方案将安全间隙分别缩小了10dB和2.6dB。
　　3、在衰落信道模型下提出了一种联合安全编码与传输的安全方案。该方案在合法信道传输性能不佳时，通过在改进扰码方案与安全编码技术上叠加人工噪声的方法，为安全编码创造合法信道传输优势，为均衡系统安全性与可靠性，将问题转化成固定合法信道SNR下的最小私密中断概率。实验结果表明，该方案恶化了Eve的接收性能，同时也降低了合法信道SNR约束下的私密中断概率。