随着5G通信时代的到来,信息传输速率和移动终端数目迅速增加,因此保障信息传输的安全性和可靠性尤为重要。但随着计算机计算能力的飞速发展,传统基于密码学的信息加密技术可能被轻易破解,极大的威胁无线通信网络的安全。而利用无线信道的时变和空间特性,从物理层保障无线通信安全的技术因此受到广泛关注。同时协作中继网络技术因具备增大信号覆盖范围和提升网络容量等优势也被广泛采用。以往通信网络主要靠电池供电,维护成本高且带来环境污染等问题。而基于无线信号包含信息与能量这一特性,无线能量采集技术应运而生,它能够很好解决通信系统中各节点的供能问题,也符合现代绿色通信的环保理念。本文第三章研究一种基于无线能量采集技术的全双工中继安全传输系统,并提出全双工中继加扰非法窃听者的策略。首先推导出系统遍历可达安全速率的近似表达式,在不同信源发送功率、不同合法信道平均信道增益和不同中继自干扰下进行仿真分析。然后推导出系统中断和窃听概率的闭合表达式并仿真分析,综合结论得出本系统的安全优越性和可靠稳定性。第四章研究一种基于无线能量采集技术的主动窃听系统,并提出全双工合法窃听节点主动加扰可疑通信网络的策略。推导出可疑通信网络的传输中断概率、主动窃听节点的窃听不中断概率和平均窃听速率的闭合表达式,通过仿真分析印证本系统合法窃听节点良好的窃听和加扰能力。以上两种系统在电池能量不易分析的情况下均采用有限状态的马尔科夫链模拟能量变化,所有结果均通过Monte Carlo仿真验证。研究结果表明:在基于无线能量采集技术的全双工中继安全传输系统中,提升中继电池能量阈值,保持信源发送功率在合理区间,提升合法信道的平均信道增益和减小中继自干扰的影响能有效提升系统的安全性和可靠性。在基于无线能量采集技术的主动窃听系统中,提升主动窃听节点的电池能量阈值和加扰功率能提高可疑通信网络的中断概率,但要根据实际需求权衡窃听需求、充电时间和加扰效果之间的影响。主动窃听节点的窃听不中断概率和平均窃听速率针对可疑通信网络维持在较高水平,突显出本系统良好的主动窃听能力。