随着无线通信技术的快速发展以及无线接入设备的不断普及,无线通信网络已经越来越与人们的生活息息相关。随着用户以及接入设备的不断增加,网络通信的安全性也受到广泛的关注。由于无线信道的广播特性,无线网络的数据传输很容易受到潜在的非法用户的窃听,造成信息的泄露。随着设备计算能力的不断提高,传统基于密码学采用密钥加密的方案逐渐不能满足安全传输要求。物理层安全（Physical Layer Security,PLS）作为密码学的一种补充技术,利用无线信道的物理特性实现安全通信,信息在无线传输过程中能够获得有利的保护,有效地阻止非授权用户非法获取信息,已经成为了无线通信网络安全领域的研究热点。协作中继通过改善端到端的信道质量,在扩大无线通信覆盖范围和提高网络吞吐量方面发挥着重要的作用。同样数据缓存辅助传输技术作为近年来无线通信的关键技术,在探索额外调度自由度以获得更好的调度决策方面显示出了巨大的潜力。联合协作中继以及缓存辅助技术,设计高效安全的多中继传输机制和调度方案成为本文的主要研究目标。另外引入本文的主要研究内容包括:论文首先介绍了物理层安全概念的背景由来,通过最简单三节点安全通信网络介绍了物理层安全研究保密容量这一性能指标,同时也介绍了中继协作以及缓存辅助中继协作安全通信网络的工作模式,以及保密容量的表达式,探讨了传统多中继协作安全通信网络以及多缓存辅助协作安全通信网络的中继选择方案。其次,论文研究了多缓冲辅助中继安全传输技术,论文提出了一种基于信道状态信息（CSI）、能量状态信息（ESI）和数据缓存队列状态信息（BSI）的自适应安全传输（AST）技术方案,该方案允许所有满足安全传输要求的中继同时将缓冲数据转发到目的地,通过联合源节点和中继节点的功率分配以及中继选择策略,在保证通信系统稳定性的前提下,应用Lyapunov优化算法优化系统的安全传输性能。论文分析结果表明,与现有方案相比,所提出的AST方案能显著改善安全传输。同时,为了使平均安全速率最大化,论文重点讨论了该方案下双缓存辅助中继安全通信网络中的两个中继布局问题,对中继布局问题进行了分析和探究。此外,论文通过引入可安全通信范围的概念,设置安全速率阈值,论文的研究结果表明,通过增加中继数量可以达到增大系统可安全通信范围的效果,此外,论文还从窃听者放置的新视角来刻画和描述了多缓冲辅助中继传输网络的安全传输能力。最后,论文研究了一种安全的双缓存辅助中继协同网络的基于人工噪声的主动干扰技术方案。针对一个两跳双缓存辅助通信网络,假设在每一跳的传输阶段中所有空闲节点都会发送人工噪声干扰窃听者。中心节点在已知CSI、BSI和ESI的条件上,通过联合源节点和中继节点的功率分配和中继选择来最大化系统的可达安全速率。论文分析对比了不同传输模式下的安全传输性能,论文的分析结果表明,全干扰传输方案要比其他传输模式有着更好的安全传输性能。同时,揭示了在该通信场景中功率、延迟和平均安全吞吐量之间的折中置换关系。总之,本文围绕缓存辅助的多中继安全传输技术展开的研究工作,对于探索数据缓存辅助多中继的安全传输技术具有重要的参考价值。论文所揭示的缓存辅助对用户调度、功率分配和传输模式选择的影响,以及所揭示的系统安全传输速率、功率消耗以及时延之间的折中置换关系对于实际的缓存辅助多中继安全通信系统设计具有参考和指导价值。