当今社会,随着经济水平的快速提高以及科学技术的飞速发展,移动智能终端越来越普及,越来越多的人通过无线网络进行通信、社交或者购物,这给我们的生活带来了极大地便利,同时也带来了安全隐患,导致个人隐私泄漏.传统的安全通信建立在密码学之上,应用于网络层,需要分发、管理密钥,因此不适用于动态的、无中心的无线网络;并且随着新的计算方式不断出现,窃听者越来越容易破译密钥.因此,很多学者从物理层的角度来考虑网络安全,并引入节点间安全协作利用无线信道的广播性和叠加性来提高系统的安全性能.　　在现实的无线通信网络中,每个节点都有自己的目标,不愿意在没有任何收益的情况下帮助其它节点.随着无线通信的急剧发展,频谱资源日益匮乏.在认知无线网络中,次用户为了能够使用授权频段发送数据,愿意与主用户进行协作,提高主链路的安全性能.　　本文将使用博弈论方法研究认知无线网络节点间的安全协作,分析它们之间的相互作用,设计公平、高效的协作方案使系统处于稳定状态,主要工作如下:　　1.考虑认知无线网络中可信任次用户充当友好中继提高主链路安全性能的场景,首先提出基于斯塔伯格博弈的安全协作方案,得出相应的斯塔伯格均衡.其次提出基于双层博弈的安全协作方案,其中内层和外层分别是第二价格拍卖博弈和原先的斯塔伯格博弈,第二价格拍卖博弈可以看作是斯塔伯格博弈的子博弈,接着求出相应的占优策略均衡和斯塔伯格均衡.研究表明,基础的斯塔伯格博弈协作方案和双层博弈协作方案都改善了协作双方的性能,和基础的斯塔伯格博弈协作方案相比,双层博弈协作方案充分发挥了次用户之间的竞争性,加强了主用户的主导地位,从而增加了主次用户的协作机会,更好的提高了双方的收益;仿真还表明,在实际的应用中,根据信道状况,所提出的友好中继安全协作方式可以和友好干扰安全协作方式互为补充.　　2.考虑认知无线网络中多个次用户分别充当友好中继和友好干扰者提高主链路安全性能的场景.采用另外一种双层博弈模拟主用户同时和多个次用户进行的安全协作,外层是主用户和所有次用户之间的斯塔伯格博弈,主用户在博弈的同时采用穷举法选取最佳的友好中继以及友好干扰者;内层是多个被选中次用户之间的功率控制博弈.为了降低计算复杂度,又提出基于双层博弈的次优算法,即主用户首先根据瞬时信道状态信息选出合适的友好中继以及与之匹配的友好干扰者,然后再和它们进行双层博弈.仿真结果表明,和只选择一个友好中继的基础的斯塔伯格博弈协作方案相比,双层博弈协作方案同时选择多个次用户进行安全协作,给更多的次用户提供了接入授权频段的机会,提高了次用户的总体收益,从而进一步促进了主次用户之间的协作,更好地提高了系统的安全性能.　　3.针对认知无线网络中部分次用户节点采用"威胁—进入"的方法谋求接入授权频段的问题,提出了基于第二价格拍卖博弈的安全协作方案,将这类次用户从潜在的窃听者转化为友好干扰者.其次,稍加修改了传统的第二价格拍卖规则,得出赢得拍卖的次用户的最优策略,从而同时提高了竞拍双方的性能.研究表明,第二价格拍卖博弈协作方案不但将主次用户之间的敌对关系转变为协作关系,而且给予了它们充分的自主性,从而刺激了次用户之间的竞争,增加了次用户接入授权频段的机会,进一步提高了主链路的可达安全速率.仿真还表明在次用户每单位传输功耗较大、窃听信道增益或者次用户对主用户干扰信道增益较高时,第二价格拍卖博弈协作方案仍能很好的改善拍卖双方的性能.　　综上所述,本文提出多种基于斯塔伯格博弈、第二价格拍卖博弈、双层博弈的协作方案对认知无线网络中主次用户之间的安全协作进行研究,从而实现多方的共赢.