无线通信技术在给人们的生活带来便利的同时,也引发了新的挑战。随着在线支付和网上银行等业务的普及,人们的日常生活与无线网络息息相关。但是由于无线网络的广播特性以及它开放的空中接口,不法分子将利用这一漏洞进行违法行为,为犯罪和恐怖活动提供便利。为了防范这种情况的发生和恶化,就需要有政府授权的合法监听器来对无线网络中潜在的可疑通信进行监听和干涉,由此本文针对合法监听技术展开了深入的研究。首先,考虑到如今大规模分布的通信节点,本文提出了多条可疑链路下的主动式合法监听系统,对可疑链路进行干涉来提升监听系统的监听性能。同时,考虑到监听器的能量限制以及可疑链路传输的信息危害程度不同,提出了基于危害度的监听速率最大化问题,优化了合法监听器的监听策略,其中包括对各条可疑链路采取干扰策略还是欺骗中继策略,以及对合法监听器干涉相应可疑链路所消耗功率的优化。根据优化目标和限制条件,判断出优化问题是一个复杂的混合整数非线性规划(Mixed Integer Nonlinear Programming,MINLP)问题。根据合法监听器的两种策略,将监听器的能量划分为干扰能量和中继能量,并将优化问题分解为干扰子问题和中继子问题,利用成功监听条件将两个子问题分别求解,得出两个子问题的最优解,并提出低复杂度的启发式算法。最后利用二分法求解出最优的监听方案。仿真结果表明本文提出的多链路主动监听方法的监听性能优于被动监听方法以及主动干扰监听方法,并且提出的启发式算法性能接近最优解。其次,考虑到合法监听器是一个能量受限设备,除监听速率之外,监听能耗也是一个重要的性能指标,并且可疑发送端也可能会采取相应的措施改善它的通信质量,如发射功率自适应技术。基于监听器能耗的考虑,本文提出监听能效最大化的优化目标,并在优化条件中考虑了监听成功率和监听速率,在三者的均衡中求得最佳的监听方案。同时,对比了可疑发送端采取两种不同的发送功率策略下的监听效果,分别为固定发射功率和自适应发射功率。仿真结果表明提出的监听策略比平均功率分配策略以及主动干扰监听策略的性能更好,并且提出的监听策略能够解决可疑发送端采用自适应发射功率而产生的博弈问题。最后,当合法监听器监听范围内存在大量可疑链路时,同时要监听的可疑链路可能超出监听器的承受能力,并且监听器不能保证对部分距离较远的可疑链路的监听效果。在这种情况下,提出一种合作监听系统,考虑一个主监听器和一个辅助监听器相互合作的监听模式,由主监听器提供给辅助监听器干涉可疑链路的能量作为合作代价。将合作监听系统的监听能效作为优化目标,建立的优化问题仍是MINLP问题,利用最优干扰功率的阈值特性,优化问题分解为最佳监听天线选择问题和最佳干扰天线选择问题。仿真结果表明合作监听方案与非合作监听以及目前的主动式监听相比,具有更高的监听速率和监听能效。