在传统的信息加密手段的基础上,物理层安全技术以降低窃听者接收信号质量为出发点,可以进一步提升无线系统的安全等级。安全区域是评估物理层安全传输性能的重要指标之一,给定传输方案下的安全区域分析可以为薄弱区域布防提供参考,也可以通过优化传输方案设计来增大安全区域范围,提升系统的安全性能。有关安全区域的研究目前仍处在起步阶段,所基于的信道模型(高斯和瑞利信道)较为简单,应用场景受限。本文在更为普适的莱斯信道模型下,对安全区域进行了深入分析;在已知窃听者部分位置信息的条件下,设计了面向目标安全区域的传输方案。主要的贡献概述如下:在更为普适的莱斯信道模型下,给出了基于安全中断概率的安全区域分析方法。首先分析了合法接收端(Bob)和窃听者(Eve)的信干噪比的概率分布;在此基础上,推导出Eve在不同位置时的安全中断概率,以安全中断概率门限确定了安全区域范围。最后通过仿真,验证了所提分析方法的正确性,并分析了发射天线数、发射功率和目标传输速率等关键参数对于安全区域形状的影响。根据合作方对Eve位置信息获知程度的不同,以安全区域最大化为目标,设计了相应的安全传输方案。首先,将安全传输方案建模为一个优化问题,然后将由安全中断概率表示的目标函数等价转换,得到求解复杂度较低的优化问题。其次,对优化问题添加不同约束以设计相应的人工噪声波束成型策略,旨在已知Eve大致方向信息时,最大化已知方向上的安全区域纵深;未知Eve地理位置信息时,最大程度增加安全区域的扇区宽度。最后,构造惩罚函数将有约束优化转换为无约束优化,通过搜索获得优化问题的解。仿真结果验证了所提方法在Eve位置信息不同获知程度下的有效性。