无线频谱作为一种不可再生资源对于人类信息技术的发展有着不可替代的作用。但随着众多新兴的产业和业务对于频谱资源的需求呈现爆炸式发展,频谱的短缺大大抑制了这些新兴产业。认知无线电技术的出现,为解决这种矛盾提供了新的思路,它通过动态的频谱分配策略,大大提高了频谱的利用效率,缓解了频谱资源的不足。认知网络的研究对于现实中由于频谱资源的紧张及分配不均衡具有非常现实的意义,但与此同时,认知无线电技术不仅带来了新的安全威胁也更容易遭受着传统网络中的安全威胁,例如认知无线电网络的特性放大了传统网络中的恶意节点的窃听和干扰。对于通信安全性的解决一般停留在网络层以上通过密钥技术进行,但这种方式从本质上并没有断绝通信威胁的可能性。本文针对于认知无线电网络中的窃听方面,提出了基于认知用户协作的物理层安全方案,次用户通过协作波束赋形方式提高主用户在目的方向的信道容量,作为回报,主用户将为次用户分配周期内的某段时隙使得次用户可以在该时隙完全占用主用户授权频段,提高自身的信道容量。同时也从资源分配方面结合系统信息参数研究了影响次用户协作的边界条件,为中继选择提供了必要的约束条件。另一方面,研究了在次用户协作波束赋形的过程中采用基于带有零空间约束的最大安全容量准则,由于窃听行为和干扰等行为的不同,一般来说由于恶意节点的静默窃听行为更难以被精确估计,这会大大影响系统的性能,本文针对于系统对于窃听信道评估存在误差的问题,提出了分布式虚拟零空间加宽算法,提高了系统在非理想信道估计的情况下的鲁棒性。