Bluetooth broadcasting revisited: experiments and comparison to 2009

Abstract

The world of technology is rapidly changing and advancing, including Bluetooth. In 2009 an experimental study at the university of Groningen was conducted to evaluate Bluetooth technology on the premise of broadcasting data to a multitude of devices. The authors especially had a look at the performance and scalability. They concluded that it was suitable for broadcasting data although there are limitations in the technology, such as the limitation of seven simultaneous devices connected to a single dongle (Bluetooth antenna). In 2023, a review was conducted to examine how this statement has held up and to assess how Bluetooth, with its new development versions, can contribute to broadcasting today. Hence, this thesis aims to investigate the evolution in Bluetooth technology, including changes in its functioning, hardware compatibility, and current market share. Furthermore, experimental studies have been conducted similar to 2009 to compare the performance and scalability with real-life data. In 2009 the authors used Bluetooth version 2.1 for their experiment, whereas in 2023 version 5.4 was used. Over the years many improvements have been added with each version of Bluetooth. Especially with the better data rates and better reliability of Bluetooth, the technology has great promises. A promising change is the addition of Bluetooth Low Energy (LE), which can be beneficial in the aspect of broadcasting data. While Bluetooth LE has the ability to reach an unlimited number of devices with greater distances using just one dongle, it is important to note that it also has limitations. Specifically, it is only compatible with apps and does not work natively on a phone. In our experimental studies, it was discovered that Bluetooth technology performed better in terms of data transmission success rates and distance coverage when connecting with compatible devices. However, despite the increasing number of Bluetooth-enabled devices in 2023 compared to 2009, Bluetooth was able to locate fewer devices. This is mainly due to the fact that devices need to be in their Bluetooth settings to be detected, and there are many other non-phone devices, such as TVs, smartwatches, headphones, and more that are also utilizing the software. Additionally, Bluetooth technology is mainly compatible with Android devices using the open standard profile Object Push Profile (OPP). This poses an issue for the many iPhones in the market, as they are not compatible and can only work with an app or their own Airdrop standard. The conclusion is that Bluetooth broadcasting is possible, yet Bluetooth Classic is not that suitable with all its current limitations. The recommendation for broadcasting data is, that people must have an app where they want to receive data and use Bluetooth LE, since it is better in distance, and has no limitations on the number of devices.

Die Welt der Technologie verändert sich rapide und entwickelt sich weiter, auch Bluetooth. Im Jahr 2009 wurde an der Universität Groningen eine experimentelle Studie durchgeführt, um die Bluetooth-Technologie hinsichtlich der Übertragung von Daten an eine Vielzahl von Geräten zu bewerten. Die Autoren untersuchten insbesondere die Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit. Sie kamen zu dem Schluss, dass Bluetooth für die Datenübertragung an viele Geräte geeignet ist, obwohl es auch Einschränkungen in der Technologie gibt, wie zum Beispiel die Begrenzung von sieben gleichzeitig verbundenen Geräten an eine einzige Antenne (Bluetooth-Dongle). Im Jahr 2023 wurde eine Überprüfung durchgeführt, um zu untersuchen, wie diese Aussage sich bewährt hat und wie Bluetooth mit seinen neuen Entwicklungsversionen zur heutigen Übertragung beitragen kann. Daher werden in dieser Arbeit die Veränderungen in Bluetooth und dessen Funktionsweise erforscht, die Hardwarekompatibilität und Veränderungen im Marktanteil von heute. Darüber hinaus wurden experimentelle Studien nach dem Vorbild von der Studie von 2009 durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit mit realen Daten zu vergleichen. Im Jahr 2009 verwendeten die Autoren Bluetooth-Version 2.1 für ihr Experiment, während im Jahr 2023 Version 5.4 verwendet wurde. Im Laufe der Jahre wurden mit jeder Version von Bluetooth viele Verbesserungen hinzugefügt. Insbesondere mit den besseren Datenraten und der besseren Zuverlässigkeit von Bluetooth hat die Technologie großes Potenzial. Eine vielversprechende Änderung ist die Hinzufügung von Bluetooth Low Energy (LE), was für die Datenübertragung vorteilhaft sein kann. Obwohl Bluetooth LE die Fähigkeit hat, eine unbegrenzte Anzahl von Geräten mit größerer Entfernung mit nur einem Dongle zu erreichen, ist es wichtig zu beachten, dass es auch Einschränkungen gibt. Insbesondere ist es nur mit Apps kompatibel und funktioniert nicht nativ auf einem Telefon. In unseren experimentellen Studien wurde festgestellt, dass die Bluetooth-Technologie bessere Leistung in Bezug auf Datenübertragungsraten und Reichweite zeigt, wenn sie mit kompatiblen Geräten verbunden ist. Trotz der steigenden Anzahl von Bluetooth-fähigen Geräten im Jahr 2023 im Vergleich zu 2009 war Bluetooth in der Lage, weniger Geräte zu lokalisieren. Dies liegt hauptsächlich daran, dass Geräte in ihren Bluetooth-Einstellungen aktiviert sein müssen, um erkannt zu werden, und es gibt viele andere Nicht-Telefon-Geräte wie Fernseher, Smartwatches, Kopfhörer und mehr, die ebenfalls die Bluetooth-Technologie nutzen. Darüber hinaus ist Bluetooth-Technologie hauptsächlich mit Android-Geräten kompatibel, die das offene Standardprofil Object Push Profile (OPP) verwenden. Dies stellt ein Problem für viele iPhones auf dem Markt dar, da sie nicht kompatibel sind und nur mit einer App oder ihrem eigenen Airdrop-Standard arbeiten können. Zussamenfassend kann man sagen, dass Bluetooth-Datenübertragung an vielen Geräten möglich ist, jedoch ist Bluetooth Classic aufgrund seiner aktuellen Einschränkungen nicht optimal. Die Empfehlung für die Übertragung von Daten für eine Viezahl an Geräte ist, dass Benutzer eine App haben müssen, in der sie Daten empfangen möchten, und Bluetooth LE verwenden sollten, da es eine bessere Reichweite hat und keine Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl von Geräten hat.