散射通信由于其抗干扰能力强、越障能力强、传播信道可靠而被广泛应用于军事通信中。军事通信中通信系统的安全性至关重要,而原有无线通信中,侧重于分析链路层及以上的安全技术,不能完全保障通信系统的安全。因此人们将目光聚集于物理层,通过改进物理层的安全技术,确保无线信号的安全稳健传输。人工噪声法是物理层安全技术的重要方法,可通过人工噪声对合法用户与窃听用户的不同影响来获得安全容量。本文基于对流层散射信道下的通信系统,研究物理层安全技术。首先分析散射信道的特性,选取具有时频框架的SC-IFDM系统作为通信体制。在此基础上,研究了物理层安全技术,主要工作包括:1)分析乘性噪声安全方案的理论性能。本文将使用乘性噪声加密后的信号与原始信号的矢量差作为等效噪声,用信号功率与等效噪声的功率比作为窃听用户的信噪比,在此基础上从理论上分析了乘性噪声安全方案的性能。2)基于不同的分集方案研究乘性噪声安全方案的改进方法。首先,研究了散射通信中的分集方案,然后研究不同分集方案下的乘性人工噪声方案。研究结果表明,在变换域分集后加入乘性噪声,窃听系统达到安全速率所对应的信噪比提升约6dB;在变换域分集时使用两个乘性噪声,比只加变换域乘性噪声的安全速率略有提高。研究不同的序列对系统安全性的影响,仿真结果表明,选取ZC序列作为乘性噪声系统安全性能优于使用混沌序列作为乘性噪声。3)研究了基于极化MIMO系统的干扰插入加密算法。选用极化MIMO系统,既能提高散射信道的传输速率,又可以改善干扰插入安全算法的抗明文攻击能力。将极化MIMO系统中的传输信号进行二次加密,在插入干扰信号的同时,将该干扰信号与有效信号进行预编码,使二者充分组合后可达到增强安全性能的目的。使用信道矩阵作为默认的密钥,在信道增益大的子信道上传输信号,增益小的信道上发送干扰信号,最大化接收信号中有效信号的能量。研究结果表明,在与单天线系统发端发射功率一致的条件下,基于极化MIMO系统的干扰插入加密算法的安全性能比单天线系统的安全性能提升8dB,有效地增强了窃听系统的安全性。