随着无线通信技术的飞速发展,对更高数据速率和更多并发传输的需求不断增长。一方面,由于各种无线技术的广泛应用,干扰已成为制约网络性能改善的主要障碍,这使得许多基于资源分配或信号处理的干扰管理机制被提出。另一方面,由于移动服务和应用的广泛使用,越来越多的敏感用户信息通过无线方式传输,而无线传输的广播特性使信息暴露于通信环境中,容易遭到窃听等安全威胁。在此背景下,本论文利用信号间的相互作用对无线通信系统中的干扰管理和安全通信技术进行研究与设计,主要工作如下:基于期望传输因为受到干扰而产生失真,从而在目的接收机被错误地解码这一现象,我们提出信号也可以有意地被干扰影响而失真,从而转换为期望信号,即从干扰中再生出期望信号,由此设计了干扰再生方法。根据受干扰接收机处的干扰产生再生信号,并由与受干扰接收机关联的发射机进行发送。受干扰接收机通过利用多个信号(即再生信号与干扰)间的相互作用,可以从干扰中再生出期望信号。研究表明,在发射功率受限的条件下,通过适当分配用于期望信号传输和再生信号的发射功率,可以进一步优化受干扰通信对的频谱效率。理论分析和仿真表明,所提方法可以利用干扰,相比于其它干扰管理方法,可以显著提高受干扰通信对的频谱效率。为了阻止信息被窃听,论文提出一种基于分解和分布式调制的物理层安全传输方案。我们将高阶调制分解为多个正交相移键控调制的组合,每个正交相移键控调制又可以进一步由两个相互正交的二进制相移键控调制表示。在此基础上,高阶调制的信号可以通过两个发射机协作地进行发射,两个发射机分别生成相互正交的二进制相移键控信号并发送。合法接收机从接收到的两个二进制相移键控信号叠加形成的混合信号中恢复出期望数据,同时可以防止窃听者访问合法用户的信息。分布式调制可以有效地利用无线信道的随机性实现加密数据传输,并通过使用两个协作发射机丰富合法用户信号的空间特征,将期望信息分配到分解后的两个二进制相移键控信号的传输中,每个信号分量不单独携带合法用户的完整信息,从而进一步提高保密性。此外,由于两个发射机和合法接收机的位置的随机性,窃听者接收到的两个信号分量间可能存在时延差,导致窃听者无法准确的合并信号以窃取期望信息。理论分析和仿真表明,分布式调制可以有效地防止窃听,从而确保合法用户数据传输的保密性。最后,对论文的研究工作进行总结,并给出下一步研究方向。