Performance evaluation of Bluetooth mesh networking in building environment

Abstract

Bluetooth mesh er et tilskudd til mesh teknologien. Bluetooth mesh gir en enkel, effektiv og trådløs nettverksløsning der mange nettverksnoder kan kommunisere uten noen overordnet styringsmekanisme.

Denne oppgaven evaluerer ytelsen til Bluetooth mesh-teknologien i IoT-datainnsamlingsnettverk i et kontormiljø. Gjennom testing på et fullskallert datainnsamlingsnettverk blir påliteligheten til nettverket med, fokus på pakketap, evaluert ved å analyse effekten av et utvalg av protokollrelaterte og ikke-protokollrelaterte parametere. De protokollrelaterte parametrene inkluderer Publish Retransmit Count(PRC), the Network Transmit Count (NTC) and the relay Retransmit Count (RRC). De ikke-protokoll-relaterte parameterne inkluderer pakkesendingsintervall, bruk av ekstra tilfeldig tid mellom sendinger og nyttelast-reliabilitet.

Resultatene viser, ved bruk av usegmenterte pakker, en høy grad av nettverkspålitelighet ved bruk av regulerte verdier av PRC, NTC og RRC, protokollrelaterte parameterne, samt nøye utvalgte relay-noder for nettverket.

Bluetooth mesh is a recent addition to the IoT connectivity landscape. It provides a simple and efficient wireless networking solution. Bluetooth mesh provides mesh connectivity to many nodes without any coordination.

This thesis evaluates the performance of Bluetooth mesh technology in IoT data-gathering networks in an office environment. Through carrying out multiple tests on an actual network, the reliability of this network, in terms of packet loss i.e. packet delivery ratio, is evaluated. The reliability is evaluated during the analysis of the effect of some protocol-related and protocol-non-related parameters. The protocol-related parameters include the PRC, NTC, and RRC. The protocol-non-related parameters include the packet sending interval, the packet sending randomization, and the packet payload redundancy.

Results show that when using unsegmented packets, a high degree of reliability is achieved when the PRC, NTC, and RRC values are tuned, and when the relay locations and the non-protocol-related parameters in the network are chosen properly