如今,无线通信的数据传输量呈现出爆发式增长,频谱资源变得日益匮乏,而多载波技术的提出,提高了频谱利用率,因此被大量应用。与此同时,由于无线通信的传播媒介具有开放性与普遍性,使得无线通信的安全问题存在于每个人的身边。物理层安全技术与上层加密的方式不同,前者利用信道的特性,然后采用物理层面的技术手段保证安全通信,因此,物理层安全技术为通信系统增添了又一层安全防护。所以,基于多载波的物理层安全技术是保障无线通信安全的重要技术之一。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作为一种常用的多载波技术,具有高频谱效率和抗频率选择性衰落等优势。稀疏码多址(Sparse Code Multiple Access,SCMA)能为通信系统提供海量连接和高频谱利用率。本文将SCMA与OFDM两者相互结合,利用OFDM的正交子载波对SCMA的非正交信息进行传输,并将结合后的系统称之为SCMA-OFDM系统。本文针对SCMA-OFDM系统,对其物理层安全技术进行研究。论文的工作安排如下:首先,部分传输序列(Partial Transmit Sequence,PTS)算法通常用于抑制信号的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR),基于循环移位的改进部分传输序列(Modified Partial Transmit Sequence,MPTS)也可以达到相同的目标,并且,MPTS算法还具有一定的安全作用。本文采用MPTS算法增强SCMA-OFDM系统的安全性能,并改善系统中的PAPR问题。在提出的安全模型中,通过研究窃听者的破解复杂度和有无先验信息时的误码率,定量地分析了MPTS对系统起到的安全效果,研究结果表明,窃听者在无先验信息时,依然能译出系统中的少部分安全信息,因此MPTS在安全性上存在些许不足。接着,针对MPTS在安全性上存在的缺陷,本文提出联合使用SCMA子块交织器和MPTS算法的物理层安全技术,以提高SCMA-OFDM系统的安全性能。利用信道信息和混沌映射产生所需要的交织器,以及MPTS的相关参数。然后,根据所提的安全模型,分析了多种攻击模型的情况下,交织器与MPTS所起到的安全效果。最后仿真了窃听者有无先验信息时的误码曲线,结果表明,窃听者在系统同时采用交织器与MPTS时的误码率都高于仅使用MPTS时的情况,因此,两者共同提升了SCMA-OFDM系统的安全性能。