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

8.1. Accurate Channel Models
UAVs are expected to be deployed in a wide variety of
indoor and outdoor environments such as stadiums, urban,
rural, sub-urban, industrial, over water, highways etc. All
these environments require unique air-ground propagation
conditions, measurement campaigns and channel models for
cellular-connected UAVs. However, accurate modelling and
characterizing each of these unique channels is a non-trivial
task that remains largely unexplored. In addition, introduc-
tion of 5G-oriented technologies such as mmWave and mas-
sive MIMO systems bring additional factors and scope for
improvements in design and development of effective chan-
nel models for cellular-connected UAVs.
8.2. Energy/Battery Power Limitations
Onboard energy is a bottleneck in UAV. Recent devel-
opments to rechargeable battery cells and use of solar cells
are some of the ways to extend the flying time of UAV. The
UAVs require continuous power source to operate as they use
a huge percentage of battery power in flying. Different ac-
tions such as transmission, reception, execution of software
function, path planning optimizations consume the battery
power. Most of the existing works on cellular-connected
UAV do not factor this energy limitation during the study.
There exists a lot of scope to investigate the performance
of cellular-connected UAVs considering the limited energy
constraints especially in areas of VNF deployment on UAVs
for automated operation, trajectory optimization, learning-
based methods, and longevity calculation of the mission in
a use case.
8.3. Security and Privacy
Due to open communication links, the cellular-
connected UAVs are vulnerable to cyber-physical or
malicious attacks to spoof the control signals. Such at-
tempts pose tremendous threat to the UAV system in terms
of loss/stealing of confidential information or failure of
mission. The signal spoofing of control signal might have
adverse effect on the UAV mission and making it difficult to
bring it back online. Hence, in order to avoid such malicious
modifications, a relevant open issue is to improvise the
security and privacy aspect of UAV cellular communication
that demands in-depth study of security issues spanning all
layers of the protocol stack.