在认知无线电网络(CRN)中,由于无线介质的广播特性,信号的传输很容易被窃听者进行窃听攻击。协作传输通过中继转发的方式协助源节点信号的发送,以增强传输可靠性,有效抵抗信号传输中的衰落。另外,运用中继协作产生的协作分集提高安全信道容量,可以有效抵抗窃听攻击,提升系统的安全性。当前,以能量有效性为目标的绿色无线通信技术已经被人们所重视,“绿色化”已经成为未来认知无线网络的发展方向之一。本论文以构建安全可靠的绿色CRN为场景,研究CRN协作传输中的物理层安全策略。重点研究认知无线网络中存在单窃听者和多窃听者情况下的物理层安全策略与安全性-可靠性折衷(SRT)性能分析,同时研究了单窃听者情况下保障安全的能效优化策略。对CRN协作传输中的能量有效性与安全性、安全性与可靠性之间的折衷关系分别进行了仿真与性能分析,以实现高能效CRN中安全可靠的数据传输。论文的具体研究工作如下。1)研究认知解码转发中继网络节点协作传输中单窃听者场景下信息传输的物理层安全策略,以及该策略下传输可靠性与安全性折衷问题。在Nakagami-m衰落信道下,中继以解码转发(DF)协作方式向目的节点传输信息,同时,窃听者通过窃听信道截获中继转发信息。该策略通过选择最佳中继以获得最大安全信道容量抵抗窃听者干扰。同时,研究该策略下以截获概率表征的安全性和以中断概率表征的可靠性两者折衷问题。数值仿真结果表明,所提方案的折衷性能优于传统无中继直接传输方案,并且其性能随着中继数量和在一定中继数下Nakagami信道衰落因子m的增加而显著改善。2)研究认知无线网络节点协作传输中多窃听者场景下信息传输的物理层安全策略,以及该策略下的SRT问题。在Nakagami-m衰落信道下,考虑多个窃听信道为独立同分布情况的窃听信道容量,以最大安全信道容量为目标进行最佳中继节点选择。同时,推导了该策略下中断概率与截获概率的解析表达式,以及对其SRT性能进行了分析。数值仿真结果表明,针对Nakagami-m衰落信道上存在多个窃听者的情况扩展了直接传输与针对瑞利衰落信道下存在单窃听者情况的单中继选择方案SRT性能。此外,随着中继数和Nakagami信道衰落因子m的增加,SRT性能显著提高。3)研究认知无线网络协作传输中保障安全的能效优化策略,以及在该策略下安全性与能效之间的关系。针对单窃听者情况,以最大安全信道容量为目标进行最佳中继选择,同时给出了截获概率与能效的解析表达式。数值仿真结果表明,所提方案可以实现CRN能效与安全性的有效折衷,从而实现高能效CRN中安全可靠的数据传输。论文对认知无线网络协作传输中的物理层安全策略进行了初步的设计和研究,研究成果对于后续工作的开展具有重要的意义。