电力线载波通信在现有的电力线媒介上传输信息,凭借成本低廉、收益比高和覆盖面积广泛等一系列优点在智能家居和物联网等多个领域广泛应用。然而,电力线信道的广播特性也为攻击者实施干扰或窃听提供了条件,使电力线通信面临严峻的通信安全问题。因此,在电力线通信系统设计时需要考虑通过物理层安全来保障安全传输。物理层安全是一种利用通信信道自身的基本物理特性使最大化合法信道相对于非法窃听信道性能优势最大化的通信安全技术,可从根本上解决PLC的通信安全问题。本文考虑通过物理层安全技术为脆弱的电力线通信设立防火墙,主要工作和创新点归纳如下:（1）明确全双工通信在物理层安全防火墙中的根基作用,设计适用于电力线载波通信系统的带内全双工自干扰消除方法,改进了模拟域电路结构,解决了各端口间阻抗失配的问题,并针对时延造成的信号畸变问题,提出锁相方法使接收端信号同步,最后提出一种带不等式约束的、非负自适应算法,来抑制脉冲噪声对通信效果造成的恶劣影响,为后续防火墙的其他功能实现打下基础。（2）在电力线带内全双工通信模式下,提出一种电力线防火墙自适应频段过滤的物理层安全方案。首先分析电力线多径信道的频率选择特性,然后基于图论对电力线信道进行建模,设计频段过滤匹配系统的结构框图,设立频段过滤规则,最后对匹配算法的权重进行自适应优化。（3）针对电力线通信应用在家庭等场景时可能存在的窃听问题,提出人工噪声辅助防火墙物理层安全的解决方案,建立注入人工噪声辅助的电力线防火墙窃听信道模型,借助矩量母函数的数学特性推导出电力线防火墙窃听信道的保密容量,通过理论分析,仿真验证防火墙对电力线通信安全性能的提升。