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Grant support

This work was supported by the Spanish Ministry of Science, Education and Universities, the European Regional Development Fund and the State Research Agency, Spain [grant number RTI2018-098156-B-C52] and by the University of Castilla-La Mancha, Spain with the European Regional Development Fund [grant number 2019-GRIN-27060] and also by the University of Castilla-La Mancha, Spain R&D plan with the European Social Fund. All authors approved the version of the manuscript to be published.

Análisis de autorías institucional

Hortelano, DiegoAutor (correspondencia)
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Artículo

Reducing the energy consumption of the friendship mechanism in Bluetooth mesh

Publicado en:Computer Networks. 195 108172- - 2021-05-25 195(), DOI: 10.1016/j.comnet.2021.108172

Autores: Hortelano, Diego; Olivares, Teresa; Ruiz, M Carmen

Afiliaciones

Univ Castilla La Mancha, Albacete Res Inst Informat, Albacete, Spain - Autor o Coautor
Univ Castilla La Mancha, Fac Comp Sci Engn, Albacete, Spain - Autor o Coautor

Resumen

This paper addresses new challenges arising from the emergence of Bluetooth mesh and its rapid adoption in Internet of Things (IoT) and Industrial IoT. One of the main problems associated with Bluetooth mesh is the power consumption of the mesh nodes, since the network needs to be scanned constantly to receive and relay messages. In order to reduce the energy consumption in the nodes where possible, the friendship mechanism is provided as a solution by the Bluetooth mesh specification. The friendship mechanism enables Low Power Nodes (LPNs) to spend most of their lifetime in sleep mode without losing the messages addressed to them. For this purpose, a node that is constantly in scan mode, called friend node (FN), stores these messages, sending them on request. This mechanism works with a stop-and-wait protocol, resulting in inefficient channel utilisation. However, to the best of our knowledge, there are no proposals for the improvement of this mechanism, likely due to its novelty. This paper studies different approaches for the improvement of the friendship mechanism: improving the Bearer Layer, improving time synchronisation and improving advertising channel utilisation. The results of this study reveal that each of the proposals presents a limitation that makes its final implementation unfeasible, and thus the challenge arises of developing a proposal for its optimisation. Accordingly, this work presents a proposal to improve the friendship mechanism with Burst Transmissions and Listen Before Transmit (BTLBT), which has been evaluated and validated in real hardware platforms. The results obtained for 4 LPNs show a reduction in the time required to receive the FN messages, as well as a 66.65% reduction in the time required to scan for each message. Finally, a consumption study is presented, where the results show that our proposal achieves a 19.81% improvement in lifetime compared to the standard friendship mechanism.

Palabras clave
Bluetooth meshFriend nodesFriendshipImprovementLow power nodes

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Computer Networks debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición 9/54, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Computer Science, Hardware & Architecture.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 3.72, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions May 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-05-15, el siguiente número de citas:

  • WoS: 10
  • Scopus: 14
  • OpenCitations: 13
Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-05-15:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 18 (PlumX).
Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Hortelano Haro, Diego) .

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Hortelano Haro, Diego.