Bluetooth Mesh, as the name implies, is an extension of the Bluetooth Low Energy (BLE) standard, which enables the creation of mesh networks using Bluetooth devices. Provisioning is the act of adding nodes to the Bluetooth mesh network. While it is possible to provision a small network manually using a smartphone, larger networks, both in terms of device count and physical size, need a different approach. Existing solutions such as using Remote Provisioning (RPR) uses the provisioned network to remotely scan networks out of range of the provisioner, however this solution is time consuming for large networks. The main research question of this thesis is: "is it possible to provision the network in parallel from many nodes by distributing the address space and provisioning data among devices as the provisioning process proceeds?" Improving the provisioning speed directly enhances the productivity of both industry and academia by enabling more frequent testing and reconfiguration and faster deployment. A layout of nodes modeling an office environment was made in Blender. Then it is used to simulate the Bluetooth Mesh network with traffic between nodes that is specific to the proposed distributed method. The aforementioned method was then implemented in the Zephyr real-time operating system (RTOS) using a custom vendor model on each device in the mesh network, which enables sharing of the necessary keys, address ranges and node information. Additionally, an implementation was done for provisioning nodes using the RPR method. Both implementations were tested in WSI’s office using NRF52840 development boards. The results of the simulation showed that specific geometries and relay node selection play a large role in the interference observed and consequently the performance of the network. Furthermore, the testing showed that the distributed approach is always around 2× to 4× faster than the RPR method. However, the current implementation’s performance boost comes at the cost of code and Random Access Memory (RAM) space, address space fragmentation as well as some reduction in the reliability of the provisioning process. The work done in this thesis project can be expanded with different mesh sizes and layouts as well as testing with different authentication methods to gauge its effects on provisioning time. Furthermore, the node information database implementation could be improved, which would reduce the size of the preallocated database size and save RAM space.

Bluetooth Mesh är, som namnet antyder, en utökning av BLE-standarden, som gör det möjligt att skapa mesh-nätverk med hjälp av Bluetooth-enheter. Provisionering innebär att noder läggs till i Bluetooth Mesh-nätverket. Det är möjligt att provisionera ett litet nätverk manuellt med hjälp av en smartphone, men större nätverk, både vad gäller antal enheter och fysisk storlek, kräver ett annat tillvägagångssätt. Befintliga lösningar vid att använda RPR, använder det provisionerade nätverket för att fjärrskanna nätverk utanför provisionerarens räckvidd, men den här lösningen är tidskrävande för stora nätverk. Den huvudsakliga forskningsfrågan i denna avhandling är: ”Är det möjligt att provisionera nätverket parallellt från många noder genom att fördela adressutrymmet och provisioneringsdata mellan enheter under provisioneringsprocessens gång?” Vid förbättring av provisioneringshastigheten ökar direkt produktiviteten inom både industrin och den akademiska världen genom att möjliggöra mer frekventa tester och omkonfigurationer samt snabbare driftsättning. En layout med noder som modellerar en kontorsmiljö skapades i Blender. Sedan användes den för att simulera Bluetooth Mesh-nätverket med trafik mellan noderna som är specifikt för den föreslagna distribuerade metoden. Den ovan nämnda metoden implementerades sedan i Zephyr RTOS med hjälp av en anpassad leverantörsmodell på varje enhet i mesh-nätverket, vilket möjliggör delande av nödvändiga nycklar, adressområden och nodinformation. Dessutom gjordes en implementering för provisionering av noder med hjälp av RPR-metoden. Båda implementationerna testades på WSI:s kontor med hjälp av NRF52840- utvecklingskort. Resultaten av simuleringen visade att specifika geometrier och val av relänoder spelar en stor roll för de störningar som observeras och därmed för nätverkets prestanda. Vidare visade testerna att det distribuerade tillvägagångssättet alltid är cirka 2× till 4× snabbare än RPR-metoden. Den nuvarande implementeringens prestandaförbättring sker dock på bekostnad av kod- och RAM-utrymme, fragmentering av adressutrymmet samt en viss minskning av tillförlitligheten i provisioneringsprocessen. Det arbete som utförts i detta examensarbete kan utökas med olika mesh och layouter samt testning med olika autentiseringsmetoder för att mäta dess effekter på provisioneringstiden. Dessutom kan implementeringen av nodinformations- databasen förbättras, vilket skulle minska storleken på den förallokerade databasstorleken och spara RAM utrymme.