随着第五代（5G,the fifth Generation）移动通信系统中移动设备（ME,Mobile Equipment）数量的大规模增长以及新业务的兴起,传统的静态频谱分配和管理方式不能满足5G移动通信系统及业务发展的需求。认知无线电（CR,Cognitive Radio）中的协作频谱感知（CSS,Cooperative Spectrum Sensing）和动态频谱共享（DSS,Dynamic Spectrum Sharing）技术可以解决频谱资源短缺和低利用率问题。通常,CSS中会引入集中化的融合中心来负责频谱感知数据的融合,集中化的融合中心一旦遇到单点故障,就会给整个系统带来巨大的影响。此外,针对来自于不同运营商的多个次级用户（SUs,Secondary Users）和主用户（PUs,Primary Users）共存的DSS场景,互不信任的SUs和PUs之间在交互私有频谱信息时存在隐私泄露和安全问题。因此,在5G移动通信系统中,如何设计一个无线网络频谱智能感知与共享新架构是一个巨大的挑战。首先,考虑到CSS的融合过程中集中式融合中心会带来信任和安全问题,本文构建了基于Tangle区块链的CSS架构,大规模ME充当频谱感知节点和区块链节点。接着从大规模ME的能量受限问题和感知效用优化需求出发,本文提出了基于平均场博弈的大规模ME最优动态调控感知策略求解算法。仿真结果表明,与传统的固定感知策略相比,本文提出的动态调控感知策略可以提升低剩余能量状态时大规模ME的感知效用,大规模ME的加权感知效用平均提升10.3%。接着,在考虑了PU状态的动态变化和不同时隙内感知数据差异性对整体判决结果的影响下,本文提出了基于信息新鲜度（Ao I,Age of Information）和交易累积权值（CW,Cumulative Weight）的两步式频谱感知融合机制。仿真结果表明,与传统的软融合机制相比,本文提出的基于Ao I和交易CW的两步式频谱感知融合机制的全局检测概率最高提升30.23%,全局虚警概率最低减少9.92%。最后,将区块链技术引入不同运营商多SUs-PUs共存的DSS场景,基于双边拍卖和自由交易机制设计了多运营商频谱共享（MOSS,Multi-Operators Spectrum Sharing）智能合约。为了验证MOSS智能合约的有效性,本文利用Ganache软件搭建了私有区块链,在Remix编译器上仿真测试了MOSS智能合约。分析结果表明本文所提出的基于MOSS智能合约的多运营商频谱共享机制在安全性和可靠性方面优于现有的多运营商频谱共享机制。本文在频谱感知与共享研究中引入区块链技术,提出了能够兼顾可信性、感知高效性和准确性的无线网络频谱智能感知与共享新架构,为区块链应用于认知无线电领域提供了新的思路和方法。