随着无线通信系统容量和频谱效率的不断提高,无线通信系统的能耗与安全问题越来越引起研究人员的广泛关注。可再生能源作为一种绿色环保能源应用于无线通信系统可有效解决其能耗问题,因此无线通信系统具备能量收集(Energy Harvesting,EH)能力是未来无线通信供能的发展方向。然而可再生能源供能波动性大是面临的一个难题,因此可再生能源供电的无线通信系统供能优化成为研究热点。无线携能传输(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术作为能量收集技术的一种,可以实现能量与信息的同时传输,为解决无线节点的供能问题提供了一种解决思路。然而,无线信道的开放链路特征使得广播发送的信息面临严重的安全问题,物理层安全技术作为传统信息安全的一种补充手段,正逐渐成为目前的研究热点。因此,将无线通信系统的绿色供能与物理层安全技术联合研究,不失为解决无线通信系统的能耗与安全传输问题的有效方式。本文首先设计了基于信息与能量协同传输的三节点无线通信模型,利用能量捕获技术实现可再生能源的获取并进行时隙划分,结合电网能源为发送节点提供异构能量,提出极限注水算法保证电网能源消耗最小化,在传输过程中,利用人为噪声实现安全传输,并通过MATLAB仿真验证该方案的有效性。然后,在此基础上扩展合作节点,提出基于多时隙与全双工的SWIPT系统模型,设计基于能量收集的全双工干扰节点(JAMMER),构建合作干扰窃听机制(Cooperative Jamming,CJ)以降低窃听信噪比,利用梯度自适应原理对源节点无线传输给JAMMER的功率占比和功率收集系数进行参数自适应极值搜索,结合反馈增益参数确定每时隙源节点发送的总功率,根据之前提出的极限注水算法对随机到达的可再生能源进行动态优化,MATLAB仿真验证了该方案的可行性。最后,提出了基于波束成形的多跳链路传输模型并建立了能量基站供能系统,根据无线信道瑞利分布情况,利用统计学知识,推导出了不同场景下安全中断概率表达式,提出了两阶波束成形技术,实现了能量基站与干扰噪声定向覆盖的目的,为中继节点的能量收集以及信息的安全传输提供了保证,仿真结果证实了所提中断概率表达式的有效性。