作为常规通信方式的一种重要补充,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)具有成本低、部署灵活和可达领域广等特点。随着科技的飞速发展,无人机技术变得越发地成熟,在各个领域的应用也变得越来越广泛,于是人们将其与现如今的通信技术结合起来,这种组合技术不仅能够解决郊区和山区等网络覆盖盲区的问题,并且在遇到不利情况时(如举办大型活动时无法迅速满足系统急需的巨大传输容量,或由于受到自然灾害导致基础通信设备损毁等)也能实现快速部署,从而恢复通信。无人机也可以作为一种辅助工具,协作传统的通信网络进行通信,提升网络性能。而2020年作为第五代移动通信技术(The 5th Generation Mobile Networks,5G)发展的元年,如何进一步提升通信质量和特殊情况的紧急通信性能,也成为人们关注的焦点。一方面,考虑到信号在经过折射、反射等各种不利因素的影响后,会导致在无线传播过程中出现多径衰落效应,这不仅对信号的传输质量造成了严重的影响,并且对整个通信系统的系统容量也造成了不可忽视的限制。其次,由于无线通信系统的信道具有广播性和开放性等特征,使得非法窃听者可以利用无线信道的这些特征对传播的信息进行窃听,导致系统的安全受到威胁,无线通信的安全问题面临严峻的挑战。本论文是对由无人机进行协作的多中继通信系统进行分析,使用不同的中继选择策略,选出符合条件的中继参与通信并对该通信系统进行性能分析。首先,在本文的系统模型下使用了最大-最小中继选择法选出最优中继,然后对该通信系统的中断性能进行分析,并且通过近似,对该系统的中断性能进行渐近分析,最后根据分析结果对该系统的分集增益进行研究。本文通过建立二维的数学模型分析图,考虑各种随机参数,通过参考文献已知的累积分布函数并引入一阶Marcum Q函数的近似,计算出整个系统的中断概率和渐近中断概率等性能指标的闭式表达式。本文还考虑到无人机部署便捷的特性,通过折中考虑无人机在信息传输过程中所遇到的路径损耗和其覆盖区域等,推导出无人机的最佳飞行高度。随后,本文对该系统模型的物理层安全性能方面进行了分析,使用以安全容量最大化为选择机制进行中继选择,并在选择出的最佳中继无人机到用户端的通信信道中加入窃听者。本文通过已知的累积分布函数推导出系统的概率密度函数,对该系统的安全中断概率(Secrecy Outage Probability,SOP)进行了理论分析,并推导其闭式表达式,对这些表达式在不同的参数条件下利用计算机仿真进行仿真分析和验证。