An Analysis on Bluetooth Mesh Networks and its Limits to Practical Use

A mesh network is a technology that is being repopularized and becoming commonly used by the general public. As this increase in use is observed, technologies such as Bluetooth are being adapted to create mesh variants. In this thesis, a Bluetooth mesh network is created and tested using raspberry pi 4’s and the Bluetooth interface, btferret. This thesis attempts to approach the limits of this technology using accessible tools, outlining the performance the network possesses to serve as a guideline to determine if it suitable for use for tasks at hand. Experimentation is split into two overarching methods where a test for latency and throughput is conducted. The thesis goes on to expose these tests to different stressors, categorized as either internal or external. The data collected aims to show the impacts of internal properties, in this case size of the packets transmitted, the size of the network, and finally the number of hops a packet is able to make within the network. The external factors tested for consists of various environmental properties in the form of obstacles and interference. Walls and a microwaves were used as obstacles while WiFi and other Bluetooth signals were used for interference. The results show that Bluetooth Low Energy (BLE) mesh networks are clearly affected by several internal and external factors. From the experimentation conducted, the thesis illustrates the relative effects of each property the tests are exposed to. Ett mesh nätverk är en teknik som blivit populär igen och används ofta av allmänheten. Eftersom denna ökade användning observeras, tekniker som Bluetooth anpassas för att skapa mesh nätverksvarianter. I denna avhandling skapas och testas ett Bluetoothnätverk med Raspberry pi 4’s och Bluetoothgränssnittet, btferret. Denna uppsats försöker nå gränserna för denna teknik med hjälp av tillgängliga verktyg, definiera nätverks prestandan som en riktlinje för att avgöra om det är lämpligt för användning för uppgifter till hands. Resultaten visar att BLE mesh nätverk har tydliga begränsningar som avslöjar sig i olika sammanhang. I denna raport så undersöks paket storlek och antal hopp som ett paket kan göra inom nätverket utan signifikant prestandafall. Dessutom har olika andra faktorer, såsom väggar och andra störande radiofrekvenser visat sig påverka nätverket. Från alla experiment som genomförts så illustreras relativa effekt av det olika faktorer