A survey on Cellular-connected uavs: Design Challenges, Enabling 5G/B5g innovations, and Experimental Advancements

4. Integration Challenges of UAVs over 5G
The aerial communications and networking of cellular-
connected UAVs pose several challenges to thoroughly in-
vestigate. For instance, a reliable and low latency commu-
nication for efficient control of the UAV is of utmost im-
portance. Existing cellular infrastructures are primarily de-
signed and developed to offer enhanced communication ser-
vices for the terrestrial users. Also, the geographical terrains
with limited coverage from terrestrial Base Station (BS) may
not provide the required connectivity services to the cellular-
connected UAVs, thereby demand promising solutions for
successful adoption of this technology.
Various studies and research efforts have shown tremen-
dous potential for the support and operation of low altitude
UAVs using cellular networks [
51
]. The benefits of cost-
effective cellular spectrum in terms of low latency and high
throughput connectivity services, make it a suitable candi-
date for integration of UAVs. Moreover, this technology
is scheduled, robust, secure and offers reliable services. In
terms of the security aspects of data communication, exist-
ing mobile networks already encompass the needful security
and authentication features in their protocol layers. A work
item to study and evaluate LTE as a potential candidate for
UAV operation is carried out in 3GPP Rel-15, and the results
are summarized in TR 36.777 [
13
]. In addition to existing
cellular spectrum bands (600 MHz - 6 GHz), 5G ecosystem
is also considering the use of spectrum in millimeter wave
(mmWave) bands (24-86 GHz). As a foundation of cellular
operations, the licensed spectrum provide scheduled, reli-
able and wide area connectivity that can potentially be lever-
aged for UAV operations in BVLoS range.
There are a lot of challenges to be tackled in order to
make the cellular-connected UAVs as an attractive solution
for a plethora of emerging use cases. In the following sub-
sections, we highlight the primary design challenges and
perspectives to be considered for cellular-connected UAVs,
as well as the studies and solutions already available.