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非正交多址(non-orthogonal multiple access,NOMA)能极大地提高频谱效率,是第五代移动通信系统(5G)的关键技术之一。与此同时,NOMA系统中的用户的信息安全也受到了窃听者的威胁。因此,本文致力于研究通过发射天线选择(transmit antenna selection,TAS)、人工噪声(artificial noise,AN)来增强NOMA系统的安全性能,以期能为设计安全的NOMA系统的提供一定帮助。本文的主要工作内容如下:1、分析了多用户多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)-NOMA系统在具有随机分布的多天线窃听者监听场景下的物理层安全性能,并且提出了性能改善方案。首先,本文不仅提出了一种跟TAS相结合的信道训练方案,还提出了相应的动态上行发射功率分配方案。然后,为了分配各个用户的功率分配系数,本文提出了一种旨在让不同用户的通信质量之间更加均衡的动态下行发射功率分配方案。最后,应用随机几何理论得到了各个合法用户的有效吞吐量在不完美信道状态信息(channel state information,,CSI)情况下的封闭表达式。仿真结果证明了所推公式的准确性以及所提方案的有效性。2、TAS不能降低窃听者解码用户的信号时的信号与干扰加信噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR),因而在窃听者比较靠近基站时的性能不理想,而AN能干扰窃听者,从而降低窃听者解码用户的信号时的SINR。所以,本文又分析了使用了AN的多用户多输入单输出(multiple-input single-output,MISO)-NOMA系统在具有随机分布的单天线窃听者监听场景下的物理层安全性能,并提出了性能改善方案。首先,本文提出了一种适合多用户MISO系统的保密波束成型(secrecy beamforming,SBF)方案,与给各个合法用户单独添加AN的传统AN方案相比,该方案能减少AN泄露对合法用户的干扰。然后,本文将该SBF方案跟一种基于最小均方误差的信道训练方案相结合,并提出了两种功率分配方案来解决遇到的功率分配问题,其中功率分配方案II旨在让不同用户的通信质量之间更加均衡。最后,应用随机几何理论得到了各个合法用户的有效吞吐量在不完美CSI情况下的封闭表达式。仿真结果证明了所推公式的准确性以及所提方案的有效性。3、前面的两个模型的功率分配方案实际上还可以被进一步优化,来进一步提高NOMA系统的物理层安全性能。所以,本文以最大化所有合法用户的遍历保密信道容量之和为目标,对多用户MISO-NOMA系统、多用户MISO系统进行了优化。其中,本文同时考虑并对比了分别使用传统AN方案、多用户SBF方案来构造AN的情况。另外,所采用的信道训练方案会带来信道估计误差,因此,本文在优化过程中添加了相关的约束来提高强用户在不完美CSI情况下也能完全消除弱用户的信号的干扰的概率。此外,为了缩小不同用户的有效吞吐量之间的差距,本文还提出了一种自适应约束方案。仿真结果证明了所提方案的有效性。