在万物互联的时代,无线通信技术的高速发展极大地方便了人们的工作与生活。但受限于地理等因素,现有的地面网络仍无法满足全球日益增长的通信需求,由此卫星通信技术开始受到业内人士的青睐。然而,卫星波束宽广的覆盖范围和无线电信号的广播特性使得卫星系统更容易受到不法分子的恶意攻击。考虑到无线环境的高度开放性与计算机运算能力的不断提升,仅依靠加密手段可能不足以保证无线通信系统的安全。因此论文围绕星地通信网络中的物理层安全技术展开,着重研究了系统的安全策略以及对应的保密性能。主要研究内容如下:（1）针对陆地移动卫星网络下行链路的通信安全问题,提出了一种基于协同干扰中继的物理层安全策略,并分析了三种干扰信号发射方案:无干扰方案、友好干扰方案、高斯噪声干扰方案。为了更加贴近实际场景,研究了硬件损伤带来的影响。此外,分别基于窃听者信道状态信息（Channel State Information,CSI）未知与已知两种前提条件,推导了三种方案下的保密吞吐量以及遍历保密容量的闭式表达式,包含精确值与近似值。仿真实验借助蒙特卡洛方法,证明了理论推导的正确性,并分析了衰落程度和硬件损伤程度等因素对系统保密性的影响。通过对比无干扰方案下的系统保密性能,以揭示出另外两种干扰方案对系统安全能力的影响。（2）针对混合星地中继网络下行链路的通信安全问题,提出了一种基于全双工移动中继的物理层安全传输方案。不同于已有的研究,论文在移动中继分别采用译码转发协议和放大转发协议的条件下,对卫星与合法用户直连与否的情况分别进行了分析,同时还考虑了路径损耗的影响。为了确保系统在没有直连链路场景下的通信安全,借助连续凸近似理论构建了关于中继位置与中继发射功率的凸优化问题,并针对该问题提出了基于块坐标下降法的迭代优化算法。在窃听者CSI未知的前提下,推导了两种场景中系统的中断概率与保密吞吐量表达式。此外还证明了所提优化算法的合理性。仿真实验借助蒙特卡洛方法验证了所推导公式的准确性,并着重分析了两种场景下中继功率分配比与距离对系统安全性能的影响。对于所提出的优化算法,不仅通过检验收敛所需迭代轮次证明了其有效性,还通过与传统优化策略进行对比证明了其优越性。