随着无线通信的快速发展,信息安全的重要性也日渐提高。由于无线通信的广播特性,利用传统的加密传输技术发射的信号较容易被窃听者获取并通过高性能的计算机破解,而物理层安全技术作用于通信协议的底层,利用无线通信的特征原理实现安全通信,加大了窃听者获取信息的难度并具有更强的抗破译性能。而另一方面,由大规模低成本无源反射元件构成的智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）,能按照要求反射并改变基站波束,在物理层安全领域有着巨大的应用前景。本文考虑了包含一个基站、一个IRS、一个合法用户和多个窃听者场景下的无线通信物理层安全问题,本文的研究工作具体如下:本文以最大化合法用户的安全速率为目标,在基站总功率和IRS反射单元分辨率有限的双重约束下,优化设计了基站预编码向量、人工噪声向量和IRS反射系数。考虑到基站预编码向量、人工噪声向量和IRS反射系数相互耦合,难以直接求解,本文给出了一种基于交替优化的设计方法,在每次迭代求解时包含两个阶段。在第一阶段中,给定IRS反射系数,设计基站预编码向量和人工噪声向量。对于该非凸优化问题,依次利用构造函数、半正定松弛和极大极小定理方法将其转换为凸优化问题求解。在第二阶段中,给定基站预编码向量和人工噪声向量,设计IRS反射系数。对于该离散优化问题,本文通过更新最优IRS相位的离散分布概率,提出了一种基于遗传算法的IRS反射系数设计方法。迭代运行上述两个阶段,直到相邻两次迭代的目标函数之差小于某个门限值为止。仿真结果表明,相比于现有方法,本文给出的优化设计方法能实现更高的安全速率,尤其当IRS反射单元分辨率较低时。本文还以最大化基站能量效率为目标,在满足合法用户一定的安全速率阈值要求下,优化设计了基站预编码向量、人工噪声向量和IRS反射系数。为求解该分数规划问题,本文利用Dinkelbach方法将原问题转化,并通过交替优化方案将其进一步分解为两个阶段迭代求解。在第一个阶段中,固定IRS反射系数,设计基站预编码向量和人工噪声向量,由于合法用户安全速率阈值的约束,优化问题非凸,难以直接求解,本文利用连续凸逼近方法设计了基站预编码向量和人工噪声向量。在第二个阶段中,固定基站预编码向量和人工噪声向量,设计IRS反射系数,本文通过计算每一个反射单元相角的梯度,给出了一种基于梯度搜索的IRS反射系数设计算法。迭代运行上述两个阶段,直到相邻两次迭代的目标函数之差小于某个门限值为止。仿真结果表明,本文提出的优化设计算法对比现有的算法可以实现更高的能量效率,尤其在安全速率阈值较低的场景下。