无基础设施无线通信(例如设备到设备通信、无人机通信网络)的快速发展给公共安全带来了新的挑战。可疑用户可能使用这些通信网络从事恐怖袭击、盗取商业机密等非法犯罪活动,因此政府和合法机构对可疑通信链路实施有效的监听显得尤为必要,进而完成情报搜集、犯罪预防和调查等。本文研究了基于无人机辅助无线通信系统的主动窃听方案设计,具体内容如下:(1)针对无人机辅助可疑发射机的场景,提出了面向监听速率最大化的干扰方案。无人机辅助的可疑发射机能够动态地调整其位置,使得地面用户的可疑速率最大化。通过利用可疑系统的特性,合法监视器优化干扰功率以使监听速率最大化。为了求解原始的非凸优化问题,提出了一种基于迭代算法的连续凸优化方法。在此基础上,使用一维搜索得到最优的干扰功率。另外,本文研究了两个可疑接收器的特殊情况,以便在设计最佳干扰传输策略方面获得更多有用的见解。仿真结果表明该干扰方案有效地提高了监听速率。(2)针对无人机辅助可疑中继的场景,提出了以平均监听速率最大化为目标的干扰功率分配方案。考虑可疑中继可能使用的两种常见中继协议,即放大转发和解码转发协议,分别建立对应的优化问题。为了求解这两个优化问题,首先证明其分别满足时分特性,进而保证了原问题与对偶问题之间的强对偶性。然后基于拉格朗日对偶问题推导得出两种协议下干扰分配方案的闭式表达式。仿真结果表明,与参考方案相比,所提方案能够显著提高平均监听速率。(3)针对无人机辅助的合法监视器监听多个可疑通信链路的场景,提出面向总监听速率最大化的干扰方案。在满足合法监视器干扰功率约束的条件下,优化无人机的位置和干扰功率,使得多个可疑链路中总的有效监听速率最大化。通过利用无人机的移动性,合法监视器不仅可以发送干扰降低可疑接收机的信干噪比,而且可以优化位置以实现更有效的监听。