An Evaluation of Network Protocols for Bluetooth Low Energy Mesh Networks

• Main Author: Hinrichsen, Oscar
• Format: Others
• Language: English
• Published: Linköpings universitet, Kommunikationssystem 2015
• Subjects: Bluetooth Low Energy; Mesh Networking
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-122551

Internet of Things (IoT) is a scenario that theorizes objects and people as potential nodes in an ever-growing wireless network. This idea pushes the development of low-cost wireless technologies that can run on portable power sources for months, or even years. One candidate technique that has shown promising results in this area thru the last years is BluetoothLow Energy (BLE). This thesis studies various techniques to enable and maintain large scale mesh networks over BLE communication. The initial study puts focus on an existing flooding based BLE mesh protocol. The thesis later presents an improved protocol that reduces power consumption with respect to the packet delivery ratio. Other enhancements which are added to the improved protocol are a self-adapting procedure and a packet routing algorithm. Simulations show that the improved protocol can save up to 50 % of the power consumption for a device, compared to the original protocol. === Sakernas Internet (IoT) är ett scenario som skisserar objekt och människor som potentiella noder i ett ständigt växande trådlöst nätverk. Denna vision driver utvecklingen av trådlösa lågkostnadsteknologier som kan köras på portabla strömkällor i flera månader. En kandiderande teknik som har visat goda resultat inom detta område är Bluetooth Low Energy (BLE). Detta uppsatsarbete studerar flera tekniker för att möjliggöra och upprätthålla storskaliga meshnätverk över BLE-kommunikation. Den inledande studien granskar ett existerande översvämningsbaserat meshprotokoll för BLE. Uppsatsarbetet presenterar därefter ett förbättrat protokoll som reducerar strömförbrukningen med avseende på kvoten mellan antalet mottagna paket genom antalet skickade paket. Ytterliggare upprustningar som tillkommer i det förbättrade protokollet är en procedur för självanpassning, samt en algorithm för dirigering av paket. Simuleringar visar att det förbättrade protokollet kan spara upp till 50 % av strömkonsumptionen för en enhet, jämfört med originalprotokollet.