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

7. Standardization & Socio-economic
Concerns
Cellular-connected UAVs can pose serious risks in terms
of socio-economic operational capabilities. Therefore, ut-
most care must be taken by the policy makers and legislation
in order to integrate UAVs into national and international
aviation systems. To this end, in this section, we outline the
perspectives of standardization, regulatory activities, market
and social challenges, which the UAV service providers and
cellular operators must take into consideration before suc-
cessful roll-out of use cases pertaining to cellular-connected
UAV applications.
7.1. Standardization
Third Generation Partnership Project (3GPP) is a
standardization body that governs the specifications for
the technical platforms used by the cellular networks.
The global partnership 3GPP develops standards to which
almost all commercial cellular network providers and
operators adhere to. In order to cater to the present and
future needs of UAV communication, 3GPP aims to layout
a unified platform for design and development of wireless
innovations by gaining wider consensus from various
contributors from industry and academia. The evolutions
in the standards are published in the name of “3GPP
release". From the perspective of UAV operations over
cellular networks, we are interested in 3GPP Release-15,
Release-16 and Release-17. In Release-15, the study mainly
concerns with the radio level aspects for supporting UAVs.
In Release-16 and 17, the study is in the perspective of
System and Application layer aspects.
7.1.1. Release-15
3GPP led a study item (SI) in Release-15 to investigate
various prospects of utilizing an LTE network for UAV com-
munication. The key outcomes of this study are summarized
in the technical report TR 36.777, which was approved in
January, 2018. This study focuses on two broad goals: First,
how the aerial users (cellular-connected UAVs) impact over-
all LTE performance in the presence of terrestrial (ground)
users. Second, to investigate on whether an LTE network is
able to provide good support low altitude UAVs? The com-
prehensive list of items studied in this release are: channel
modelling between aerial UEs and ground BSs, uplink and
downlink interference problems due to LoS channel propa-
gation characteristics, identification of aerial UE for legiti-
mate cellular usage and subscription information, mobility
performance, and flight path signalling. The result of the SI
shows that existing LTE networks are able to support UAV
communication and there is no notable impact in coexistence
of small number of aerial and ground users (low density or
rural regions). However, increase in the number of aerial and
ground users have adverse impact on uplink/downlink per-
formance due to interference. To some extent, existing LTE
standards are found useful to mitigate the interference situa-
tion. After the completion of aforementioned study, a work
item (WI) is pursued and got approved for enhancement of
LTE standards. They are as follows:
• Introduction of new radio events and enhanced height
dependent reporting for aerial UEs;
• Support of signalling in subscription based aerial user
identification;
• Improvement of mobility and interference detection,
uplink power control, airborne status and flight path
plan.
D. Mishra et al.:
Preprint submitted to Elsevier
Page 24 of 30

---

A Survey on Cellular-connected UAVs: Design Challenges, Enabling 5G/B5G Innovations, and Experimental Advancements