I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   15 ,   N o .   4 A ugus t   20 25 ,   pp .   4004 ~ 4021   IS S N :   2088 - 8708 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 15 i 4 . pp 4004 - 4021             4004       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om   R e v i e w   o f   i m p l a n t a b l e - b a sed  w i r e l e ss bo d y   a r e a   n e t w o r k   m e t r i c s i ssu e s       R aw an   A l   M ajd o u b ah 1 ,   Y o u s e El j aafr e h 2   1 D e p a rt m e n t   o f   M e d i c a l   E n g i n e e ri n g ,   F a c u l t y   o E n g i n e e ri n g ,   A l - A h l i y y a   A m m a n   U n i v e r s i t y ,   A m m a n ,   J o rd a n   2 D e p a rt m e n t   o f   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   C o m p u t e E n g i n e e ri n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   A l - A h l i y y a   A m m a n   U n i v e r s i t y ,   A m m a n ,   J o r d a n       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A ug  27,   202 4     R e v i s e M a r   20 ,   2025   A c c e pt e M a y   23,   20 25       R e c e nt   d e v e l o pm e n t s   i w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o ns ,   l o w - po w e r   i nt e g r a t e c i r c ui t s ,   a nd   bi o l o g i c a l   phy s i o l o g i c a l   s e n s o r s   h a v e   l e t o   a   ne w   g e n e r a t i o o f   w i r e l e s s   s e n s o r   ne t w o r ks .   B o dy   a r e a   ne t w o r ks   a r e   a i n t e r di s c i p l i na r y   f i e l d   t ha t   a l l o w s   f o r   r e a l - t i m e   up da t e s   o f   m e d i c a l   r e c o r ds   v i a   t he   i nt e r ne t   a n d   c o nt i nuo us ,   a f f o r da b l e   h e a l t h   m o ni t o r i ng .   S e v e r a l   i n t e l l i g e nt   p hy s i o l o g i c a l   s e ns o r s   c a be   e a s i l y   i nt e g r a t e d   i n t o   a   f l e x i bl e   w i r e l e s s   bo dy   a r e a   ne t w o r f o r   i m pl a nt e d   u s e ,   s uppo r t i ng   e a r l y   di s e a s e   d e t e c t i o o r   c o m put e r - a s s i s t e d   r e ha bi l i t a t i o n.   T h i s   f i e l d   r e l i e s   o n   t he   f e a s i bi l i t y   o f   s m a l l ,   e a s i l y   i m pl a n t e d   bi o s e n s o r s   t h a t   do   n o t   i m pe d e   d a i l y   a c t i v i t i e s .   T h e   bo d y ' s   i m pl a nt e s e ns o r s   r e c o r v a r i o us   phy s i o l o g i c a l   c ha ng e s   t o   m o ni t o r   t he   pa t i e nt ' s   s t a t u s   no   m a t t e r   w he r e   t he y   a r e .   N o ne t he l e s s ,   b e c a us e   t he y   ha nd l e   he a l t d a t a ,   t h e s e   ne t w o r k s   o ug ht   t o   u s e   be nc hm a r k i ng   c r i t e r i a   t o   e ns u r e   hi g l e v e l s   o f   s e r v i c e   qua l i t y .   N e t w o r r o ut i ng   pr o t o c o l s ,   w i r e l e s s   t e c hno l o g i e s ,   qu a l i t y   o f   s e r v i c e ,   pr i v a c y   a nd  s e c ur i t y ,   e ne r gy   e f f i c i e nc y ,   a nd   p e r f o r m a nc e   a r e   a m o ng   t he   c ha l l e ng e s   be i ng   f o c us e o n   t o   be t t e r   s a t i s f y   i t s   e xp e c t a t i o ns .   T h i s   r e v i e w   a i m s   t o   c o m pr e he n s i v e l y   c o m pa r e   i m p l a n t a bl e   w i r e l e s s   bo d y   a r e a   n e t w o r k   m e t r i c s   i s s ue s ,   s e e k i ng   t o   g e ne r a t e   a   c o ns i s t e n t   a nd  u nde r s t a nda b l o v e r v i e w .   T hi s   s t udy   a l s o   a t t e m pt s   t o   a d dr e s s   t h e   g a ps   a nd   p r o v i de s   a   c ur r e n t   a s s e s s m e n t   o f   t h e   m e t r i c s   c o nc e r ni ng   a   w i r e l e s s   bo dy   a r e a   ne t w o r k   us e d   i he a l t hc a r e   s e r v i c e s .   Ke y w or d s :   B i o m e di c a l   w i r e l e s s   s e n s o r -   n e t w o r ks   Int e l l i ge nt   e - h e a l t h c a r e   N e t w o r ki n g   t e c hni que s   f o r   i n - bo d y   s e n s o r s     W B A N ' s   pe r f o r m a n c e   W i r e l e s s   s e n s o n e t w o r t e c hn o l o g y   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   Y o us e f   E l j a a f r e h   D e pa rt m e n t   o f   Co m m u n i c a t i o n s   a nd  Co m pu t e r   E n gi n e e r i ng,   F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g,   A l - A h l i y y a   A m m a n   U n i v e r s i t y   A m m a n ,   193 28,   J o r d a n   E m a i l :   e l j a a f r e h @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     b i o m e di c a l   w i r e l e s s   s e n s o n e t w o r (B W S N i s   a   s m a l l - s i z e   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r (W S N de s i gn e f o r   m e di c a l   a p pl i c a t i o n s   o r   h e a l t h c a r e   s e r v i c e s .   W i t h   t h e   de v e l o pm e n t   o f   m e di c a l   t e c hn o l o g y ,   b i o m e di c a l   de v i c e s   a r e   w i de l y   us e t o   i m p r o v e   pa t i e nt   h e a l t h c a r e   qua l i t y   a n s a f e t y   [1] .   N ow a da y s ,   pe o pl e   a r e   b e c o m i n g   i n c r e a s i ngl y   o c c upi e w i t h   t h e i f i n a n c i a l   r e s po n s i b i l i t i e s   a n d   c o m m i t m e n t s .   A s   a   r e s ul t ,   i t   i s   n o t   a l w a y s   f e a s i b l e   f o r   m a n y   i n d i v i dua l s   t o   s t a y   i a   h o s pi t a l   f o r   e xt e nde pe r i o ds ,   n o r   i s   i t   po s s i b l e   fo r   t h e m   t o   a t t e n r e gul a r   h e a l t c h e c k - ups   due   t o   f i na n c i a l   c o n s t ra i nt s ,   w o r ob l i ga t i o n s ,   a n d   o t h e r   r e a s o n s .   R e a l - t i m e   h e a l t h c a r e   m o ni t o ri n g   o f   pa t i e n t s   i s   c r uc i a l ,   a nd  w i r e l e s s   b i om e di c a l   t e l e m e t r y   s y s t e m s   c a n   p l a y   a   v i t a l   r o l e   i a c hi e v i n t h i s   [2] .   W i r e l e s s   b o d y   a r e a   n e t w o r (W B A N de v i c e s   a r e   b e c o m i n i n c r e a s i n gl y   po pul a r   w i t h   t h e   de ve l o pm e n t   o f   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   t e c hn o l o g y   [3] ,   a n d   t h e s e   d e v i c e s   a r e   c a t e go ri z e b a s e o t h e i l o c a t i o n ,   e i t h e o n - b o d y ,   i n - b o d y ,   o o ff - b o d y .   In  t h e   f i e l d   o f   W B A N   t e c hn o l o g y ,   v a ri o us   t y pe s   of   b i o l o gi c a l   s e n s o r s   a r e   us e d.   T h e s e   s e n s o r s   c a b e   w e a r a b l e   o r   i m pl a n t a b l e   a n a r e   pl a c e i n   di f f e r e n t   pa rt s   o f   t h e   b o d y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708         R e v i e w   of   i m pl an t ab l e - b as e d   w i r e l e s s   bod y   ar e ne t w or k     m e t r i c s   i s s u e s   ( R aw an  A l m a j douba h )   4005   B i o l o gi c a l   s i g na l s   o f   t h e   pa t i e n t   a r e   s e nt   i r e a l - t i m e   t o   t he   do c t o r   t hr o ug h   a   s pe c i a l   c o o r di n a t o r   n o de   f o r   i m m e di a t e   di a g n o s i s .   T h e   p ri m a r y   b e n e f i t   of   W B A N   t e c hn o l o g y   i s   t h e   f l e xi b i l i t y   a n c o s t - s a v i ng  o ppo r t u n i t i e s   f o r   pa t i e nt s .   A   W B A N - b a s e w i r e l e s s   m e di c a l   s e n s o r   n e t w o r s y s t e m   w h e n   i m pl e m e n t e i n   m e di c a l   c e n t e r s ,   ha s   s i g ni f i c a nt   a dv a n t a ge s   ov e r   t h e   t ra di t i o na l   w i r e d - b a s e pa t i e nt - da t a   c o l l e c t i o n   s c h e m e s   by   pr o v i di n g   b e t t e r e h a b i l i t a t i o a nd  i m p r o v e pa t i e n t   qu a l i t y   of   l i f e .   I a ddi t i o n,   a   W B A N   s y s t e m   ha s   t h e   po t e n t i a l   t o   r e duc e   h e a l t h c a r e   c o s t s   a s   w e l l   a s   t h e   w o r kl o a d   o f   m e di c a l   p r o f e s s i o n a l s ,   r e s ul t i ng   i hi g h e r   e ff i c i e n c y .   H ow e v e r ,   i m pl a n t a b l e   m e di c a l   de v i c e s   r e qui r e   e xt e rna l   c o m m u ni c a t i o n s   m e di a .   T h e r e f o r e ,   w h e n   de s i gni n g   i m p l a nt a b l e   de v i c e s ,   i t   i s   i m po r t a n t   t o   c o n s i de s pe c i f i c   f r e que n c y   b a n ds   f o r   b i o m e di c a l   a ppl i c a t i o n s .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   c o m m o nl y   us e f r e que n c y   b a nds   f o r   m e di c a l   a pp l i c a t i o n s ,   i n c l udi ng  t h e   i n dus t ri a l ,   s c i e n t i f i c ,   a n m e di c a l   (IS M b a n d,   m e di c a l   i m pl a n t   c o m m u ni c a t i o n   s e r v i c e   (M IC S b a n d,   ul t ra - w i de   b a n (U W B ),   a n d   w i r e l e s s   m e di c a l   t e l e m e t r y   s e r v i c e   (W M T S b a n [ 4] .   In  t hi s   r e v i e w ,   w e   w i l l   c o n s i de i n - b o d y   s e n s o r - b a s e W B A N s   s uc h   a s   pa c e m a ke r s ,   n e u r o - s t i m u l a t o r s ,   i n s u l i pu m ps ,   g a s t ri c   e l e c t r i c   s t i m ul a t o r s ,   a n o t h e r s   i m pl a n t e w i t hi n   t h e   hum a n   b o d y .   T h e s e   s e n s o r s   ga t h e a n d   t r a n s m i t   da t a   w i r e l e s s l y   t o   a e xt e rn a l   h ub .   U nl i ke   c o n v e n t i o n a l   o n - b o d y   s e n s o r - b a s e d   W B A N s ,   t h e   w i r e l e s s   c ha nn e l   b e t w e e n   i n - b o d y   s e n s o r s   a n d   t h e   h ub   i s   hi g h l y   dy n a m i c   a n d   t i m e - v a r y i n g   i na t u r e ,   a n i t   c ha n ge s   de pe n di ng  o t h e   pl a c e m e n t   o f   t he   s e n s o r   n o de   [5] [6 ] .   W h e r e a s   hum a b o d y   s h a do w i n i s   t h e   p ri m a r y   c a us e   of   s i g n a l   a t t e n u a t i o i t he   c a s e   o f   o n - b o d y   s e n s o r   W B A N ,   t h e   de p t h   o di f fe r e nt   t i s s ue s   a n d   m us c l e s   u n de r   w hi c h   t h e   s e n s o i s   po s i t i o n e c a us e s   s e v e r e   a t t e n ua t i o i t h e   c a s e   o f   i n - bo d y   s e n s o r s   [7] [8] .   R e c e n t   r e s e a r c h   o n   i m p l a nt a b l e   de v i c e s   h a s   s h o w n   g r e a t   po t e n t i a l .   H ow e v e r ,   de s i g ni n t h e s e   de v i c e s   fo r   i m pl a n t a b l e   m e di c a l   a pp l i c a t i o n s   p r e s e n t s   s e v e r a l   i s s ue s   a n d   c ha l l e nge s   t h a t   m us t   b e   c a r e f ul l y   c o n s i de r e t o   a c hi e v e   be n c h m a r k i n g   m e t ri c s   c r i t e ri a   t o   e n f or c e   h i g l e v e l s   o f   qua l i t y   of   s e r v i c e   (Q o S ).   T h e   m a i n   c o n t ri b ut i o n   a n n o v e l t y   of   t h e   p r e s e n t e pa pe r   i s   p r o v i di n a   c o m p r e h e n s i v e   c o m pa r i s o o i m p l a nt a b l e   W B A N   m e t ri c s   i s s ue s ,   w h e r e a s   m o s t   p r e v i o us   r e v i e w s   f oc us e m a i nl y   o n   o n l y   a   f e w   o f   t h e m .   A c c o r di n g   t o   A l - S o f i   e t   a l .   [9] ,   a   s t udy   i n v e s t i ga t i n t h e   s i g n i f i c a nt   f e a t u r e s ,   i s s ue s ,   a n d   c ha l l e nge s   i n   m e di c a l   a p pl i c a t i o n s   w a s   pe r f o r m e d.   R e s e a r c h e r s   i [10] ,   a nd  [11]   c o n f i rm e t h a t   de l a y s   o r   m i s s i ng  d a t a   due   t o   pa c ke t   c o l l i s i o n s   o r   d r o ps   ha v e   s e v e r e   n e ga t i v e   e ffe c t s   s i n c e   i m pl a n t   s e n s o r s   ha ndl e   e xt r e m e l y   i m po rt a nt   ph y s i o l o gi c a l   p a r a m e t e r s .     F u r t h e rm o r e ,   s i n c e   i m pl a nt   s e n s o n o de   r e pl a c e m e n t   o r e c h a rgi ng  i s   a   l a b o r i o u pr o c e dur e ,   t h e   s e n s o n o de   s h o ul f u n c t i o n   a t   u l t ra - l o w   pow e r .   T h e   F e de ra l   Co m m u ni c a t i o n s   Co m m i s s i o ha s   de s i g na t e a   d i s t i n c t   M ICS   b a n d   (402 - 405  M H z f o r   i m pl a n t   c o m m u n i c a t i o n   t o   f a c i l i t a t e   s o ph i s t i c a t e d   i m p l a nt   c o m m u ni c a t i o n .   A n o t h e r   r e s e a r c h   w a s   do n e   by   J a n a b i   e t   a l .   [12]   f o c us e s   o n   t h e   s e c ur i t y   a n p ri v a c y   of   t h e   W B A N s .   A c c o r di n t o   Y a g h o ub i   e t   al .   [13]   m e c h a ni s m s   f o r   e nh a n c i ng   s e c ur i t y   a n d   r e duc i n g   e n e r gy   us a ge   a r e   di s c us s e d,   a l o ng  w i t s e n s o n e t w o r de s i g a n d   f un c t i o n s ,   c o m m u ni c a t i o t e c hn o l o gy ,   a n s e c ur i t y   pr o b l e m s .   S a l e e t   al .   [1 4]   i s   a n o t h e r e s e a r c a b o u t   t h e   p r e s e r v a t i o o f   pri v a c y   a n d   r e l a t e s e c uri t y   i s s ue s .     T h e   a d a pt a t i o o f   pe r f o r m a n c e - e nha n c i n g   t e c hni que s ,   l i ke   a d a pt i v e   c o di n g   a n d   m o dul a t i o a n d   l i n k   di v e r s i t y ,   f r o m   m i ni a t u r e   w i r e l e s s   e l e c t r o ni c s   t o   i m pl a n t a b l e   s e n s o r s   i s   n e c e s s a r y   t o   a c h i e v e   t h e   Q o S   r e qui r e fo r   b i o m e di c a l   s y s t e m s   i n   s uc a   p r o pa ga t i o n   m e di u m   [ 15] .   A b i di   e t   al .   [1 6]   p r o v i de t hr e e   n e t w o r ki ng  t e c hni que s   f o r   i n - b o d y   a n o n - b o d y   s e n s o r s .   T h e   a ppl i c a t i o n   o f   o n - b o d y   b e a c o n s   a ppe a r s   t o   ha v e   t h e   m o s t   p o t e n t i a l   o f   t h e s e .   T o   l e s s e n   t h e   a m o unt   o f   po w e r   l o s t   i n s i de   t h e   hum a n   b o d y ,   t h e   b e a c o n s   w o ul o ve r s e e   t ra ns m i t t i n g   da t a   b e t w e e n   s e n s o r s   a nd  b a c t o   b a s e   s t a t i o n s .   B e a c o n s   c a b e   u t i l i z e d   a s   c o n t r o l l e r s   o po w e s o ur c e s   f o t h e   s e n s o r s   b e c a us e   t h e y   h a v e   a   m uc h   b i gge r   po w e r   b udge t   t ha n   i m pl a n t e d   s e n s o r s   due   t o   t h e i l a r ge s i z e .   N t o u n i   e t   al .   [8]   c o n c urr e d   w i t t h e   pr e c e di n r e m a r k   a n d   p r e s e nt e r e s e a r c h   o n   t h e   v a ri a t i o n   i pow e r   c o n s um pt i o n   a n d   Q o S   of   B A N   n o de s   w i t v a r i o us   l o c a t i o n s   o f   o n - b o d y   be a c o n s .     A c c o r di n t o   A da r s h   a n K u m a r   [17]   r e s e a r c h   w a s   do n e   o n   i n t e l l i ge n t   e - h e a l t h c a r e   s c e na r i o s   t h a t   m a ke   us e   o f   de ve l o pm e n t s   i t h e   a r e a s   o f   w e a r a b l e   m e di c a l   s e n s o r s   a n d   e f fe c t i ve   bo d y   a r e a   n e t w o r ks .   P r i o r i t y   w a s   gi v e t o   p a r t i c ul a rl y   di f f i c ul t   p r o b l e m s   l i ke   e ne r gy   a nd  t i m e - e ff i c i e n t   r o ut i n g   p r o t o c o l s .   T h e y   a l s o   c a rr i e o ut   a   c o m pa r i s o o f   s e v e r a l   b o d y   a r e a   c o m m u n i c a t i o n   m e t h o ds .   W i t h   t h e   us e   o f   m ul t i - h o c o m m un i c a t i o n ,   A b i di   e t   a l .   [18 ]   de v e l o pe a   r o ut i n g   p r o t o c o l   t ha t   a l l o w s   fo r   l o w   e n e r gy   us a ge ,   hi g d a t a   t r a n s f e r   ra t e s ,   a nd  e xt e n de d   s y s t e m   l i f e t i m e s .   A l l   w i r e l e s s   s y s t e m s   a r e   n o t   a l i ke .   T hi s   i s   p a r t i c ul a rl y   t rue   f o r   W B A N s ,   a s   t h e i r e qu i r e m e n t s   f o r   Q o S   di ff e r   f r o m   t h o s e   of   o t h e W S N s .   It   i s   c o m pr e h e n s i b l e   t o   i n c o r po ra t e   Q o S   i W S N s   f o r   W B A N s ,   b ut   i t   i s   n o t   a c c ura t e .   T h e   p ri m a r y   obj e c t i v e   of   W BA N s   i s   n o t   s o l e l y   t o   e xt e n t h e i r   l i f e s pa n.   I t   i s   e s s e n t i a l   t gua r a nt e e   t h a t   t h e   da t a   t r a n s m i s s i o r a t e   i s   ke pt   a s   l o w   a s   po s s i b l e   t o   m a i n t a i a   h i g l e v e l   o f   s e c ur i t y   a n e n s u r e   t h e   o ve r a l l   r e l i a b i l i t y   of   t h e   s y s t e m .   T hi s   i s   p a r t i c ul a rl y   i m po r t a nt   f o r   w i r e l e s s   s y s t e m s ,   a s   a n y   e r r o r s   o r   m a l f un c t i o n s   c o ul po t e nt i a l l y   h a rm   t h e   i n di v i du a l   w e a ri n g   t h e   s y s t e m ,   w h i c w o ul h a v e   s e v e r e   c o n s e que n c e s .   It   i s   d i f f i c ul t   t o   a s s i g n   Q o S   t o   a   h e a l t h c a r e   s y s t e m   due   t o   t h e   u n p r e d i c t a b l e   na t u r e   o f   t h e   e n v i r o n m e n t   o n   a   W B A N .   W h i l e   a s pe c t s   l i ke   b a n dw i dt r e s e r v a t i o n,   po w e r   t ra n s m i s s i o n,   l a t e n c y ,   a n d   r e l i a b i l i t y   a r e   c o m m o n   f o r   Q o S ,   W B A N s   r e qu i r e   a ddi t i o na l   Q o S   c o n s i de ra t i o n s   [19] [ 22] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   15 ,   N o .   4 A ugus t   20 25 :   400 4 - 4021   4006   M a n y   s t udi e s   [23] [26]   f o c us e o n   t h e   m o s t   c o m m o n l y   us e pr o t o c o l   m e t h o ds   l i ke   c l us t e r - b a s e d   r o ut i ng  p r o t o c o l ,   t h e   c r o s s - l a y e r   r o ut i ng  p r o t o c o l ,   t h e   po s t u r e - b a s e r o ut i n g   p r o t o c o l ,   t h e   Q o S   r o ut i ng  pr o t o c o l ,   a nd   t h e   t e m pe ra t u r e - b a s e r o ut i ng   p r o t o c o l .   A c c o r di n g   t o   H a j a e t   a l .   [2 7] ,   t h e   m a i a t t e nt i o w a s   o n   t h e   w e a ra b l e   bo d y   a r e a   n e t w o r t e c hn o l o g y ,   w i t h   a   p ri m a r y   e m pha s i s   o n   s e c uri t y   a nd  p ri v a c y   c o n c e r n s ,   a s   w e l l   a s   t h e   m e a s u r e s   t ha t   c a b e   t a ke t o   a d d r e s s   t h e m .     T h e   r e s t   o f   t h e   pa pe i s   o r g a n i z e a s   f o l l o w s .   S e c t i o 2   de s c r i b e s   t h e   w i r e l e s s   b o d y   a r e a   n e t w o r k,   i n c l udi ng  w i r e l e s s   b o d y   s e n s o r s   n e t w o r a r c hi t e c t u r e ,   ro ut i ng  p r o t o c o l s ,   a nd  p r o s pe c t s   fo r   w i r e l e s s   t e c hn o l o g y .   S e c t i o n   3   p r e s e nt s   Q ua l i t y   o f   S e r v i c e   m e t ri c s   i s s ue s .   S e c t i o n   4   di s c us s e s   s e c ur i t y   a n d   p r i v a c y   c o n c e r n s .   E n s u r i ng  t h e   r e l i a b i l i t y   of  W B A N ' s   pe r f o r m a n c e   i s   di s c us s e i s e c t i o n   5 O pt i m i z i ng  e n e rg y   us a ge   t e c hni que s   a r e   p r e s e nt e i s e c t i o 6 .   F i na l l y ,   s o m e   c on c l us i o n s   a r e   d ra w n   i s e c t i o n   7 .       2.   WI R ELES S   BO D Y   A R EA   N ETW O R K   M i n i a t u ri z a t i o i s   t ra n s f o r m i n g   i m p l a nt a b l e   e l e c t r o n i c   de vi c e s   i n t o   m o r e   e f f i c i e n t   a nd  po w e r f ul   t o o l s .   T h e s e   de v i c e s   a r e   e qui p pe w i t b i o m e di c a l   s e n s o r s   t ha t   m o ni t o v a ri o us   p h y s i o l o gi c a l   p a r a m e t e r s   s uc h   a s   g l uc o s e   l e ve l s ,   b l oo pr e s s u r e ,   a n d   n e u r a l   a c t i v i t y .   Im pl a n t a b l e   c h e m i c a l   s e n s o r s   [28] ,   gl uc o s e   a n o x y g e n   s e n s o r s   f o di a b e t i c s   [29] ,   [2],   n e u ra l   i m p l a nt s   [ 30] ,   [ 31] ,   a nd   c o c h l e a r   i m pl a nt s   [32]   a r e   a l l   e xa m p l e s   of   s uc h   de v i c e s .   A   W B A N   i s   a   W S N   a pp l i e t o   t h e   hum a n   b o d y   a n p r i m a ri l y   c o n s i s t s   o f   a   g r o up  o f   s e n s o r s   t ha t   o pe r a t e   c o l l a b o r a t i v e l y   w i t hi t h e   h u m a b o d y ,   a n d   t h e y   m us t   w o r t o ge t h e r   i a   n e t w o r k.   W B A N s   a n d   W S N s   f a c e   s i m i l a c h a l l e n ge s ,   b ut   W B A N s   pr e s e n t   s pe c i f i c   i s s ue s :   a.   T h e   h u m a b o d y   h a s   l i m i t e s p a c e ,   w h i c i m po s e s   s i z e   c o n s t ra i nt s   o v a r i o us   i n t e rn a l   o r ga n s   a n s t ruc t u r e s .   b.   T h e   i m p l a nt   i s   s u rr o u n de d   by   l o s s y   m a t e r i a l s   t ha t   w e a ke e l e c t r o m a g n e t i c   s i g na l s   us e d   f o r   c o m m uni c a t i o n ,   l e a di n g   t o   a   de c r e a s e   i t h e   qua l i t y   o f   t h e   c onn e c t i o n .   c.   T h e   c o m pa t i b i l i t y   of   a   m a t e ri a l   o de v i c e   w i t l i v i ng  t i s s ue   o r   o rga ni s m s .   T h i s   i s   p a r t i c ul a rl y   i m po r t a nt   i m e di c a l   a nd  b i o l o gi c a l   f i e l ds ,   w h e r e   t h e   us e   o f   i n c o m pa t i b l e   m a t e ri a l s   c a l e a d   t o   a dv e r s e   r e a c t i o n s   o e ve n   ha r m   t o   t h e   pa t i e n t   o s ub j e c t .   d.   D ue   t o   l i m i t e a v a i l a b l e   e n e r gy ,   h i g po w e r   e ff i c i e n c y   i s   r e q ui r e w h e t h e f r o m   b a t t e ri e s   o o t h e po w e r   s o ur c e s   [33] .   e.   It   i s   i m pe r a t i v e   t h a t   c o m m u n i c a t i o n s   a r e   r e l i a b l e ,   a s   t h e y   m a y   c o n v e y   ur ge nt   i n f o r m a t i o n   a b o ut   l i f e - t hr e a t e n i ng  c o n d i t i o n s .   f.   D a t a   s a f e t y   m us t   b e   e n s u r e d   d u r i ng   c o m m u n i c a t i o n s   t o   pr o t e c t   pe r s o na l   a n d   c o n f i de nt i a l   m e di c a l   i n f o r m a t i o n.   B i o l o gi c a l   t i s s ue s   a b s o r b   e n e r gy   a n r e l e a s e   i t   a s   h e a t ,   w hi c h   c a us e s   a   s i g ni f i c a n t   a t t e nua t i o of  s i g n a l   due   t o   t h e   c o n duc t i v e   n a t u r e   o f   b i o l o gi c a l   t i s s ue .   F o r   i n - b o d y   t o   i n - b o d y ,   i n - b o d y   t o   o n - b o d y ,   a n i n - bo d y   t o   off - b o d y   c o m m u n i c a t i o n s   b e t w e e n   2. 36  a n d   2 . 5   G H z ,   e xpe ri m e n t a l   p a t l o s s   m o de l s   w e r e   r e po r t e d   i n   [34] .   F o i m p l a nt e s e n s o r s   t o   e n s u r e   p a t i e nt   s a f e t y ,   n e t w o r ki ng  s y s t e m s   m us t   t a ke   t i s s ue   t e m pe r a t u r e   i n c r e a s e s   a nd  t h e   s pe c i f i c   a b s o r pt i o r a t e   (S A R l i m i t s   i n t o   a c c o un t .       2. 1 .     W i r e l e s s   b o d s e n s o r s   n e tw o r k   ar c h i t e c tu r e     H e a l t h c a r e   s h o ul b e   a c c e s s i b l e   t o   pa t i e nt s   i a   s a f e   m a nn e r.   T o   a c h i e v e   t hi s   go a l ,   w e   c o ul a i m   t c o n n e c t   i ndi v i du a l   pa t i e n t s   t o   t h e   n e t w o r k.   T h e   n e t w o r w i l l   v i r t ua l l y   c o nn e c t   a   pa t i e n t ' s   h u m a b o d y   t o   a   h o s pi t a l / do c t o r ' s   o ff i c e   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .           F i gu r e   1 .   W i r e l e s s   b o d y   s e n s o r s   n e t w o r a r c h i t e c t u r e   [ 35]       2. 2 .     P r o s p e c ts   fo r   w i r e l e s s   t e c h n o l o gy  ( I EEE . 802   s tan d ar d s )   2. 2 . 1.   B l u e to o th   B l ue t oo t t e c hn o l o g y   w a s   de s i g n e t o   e na b l e   s h o r t - r a nge   w i r e l e s s   c o m m u ni c a t i o t hr o ug t h e   fo r m a t i o n   o f   pi c o n e t s ,   w hi c a r e   pe r s o na l   n e t w o r ks   c o n s i s t i n o f   m ul t i p l e   B l ue t o o t h   de v i c e s   [36] .   E a c h   pi c o n e t   c o m pr i s e s   a   m a s t e r   de v i c e   t h a t   c o nt r o l s   up  t o   s e ve n   s l a v e   de v i c e s .   W h i l e   s l a v e   de v i c e s   c a n   o n l y   c o m m uni c a t e   w i t t h e   m a s t e de v i c e ,   t h e y   c a nn o t   d i r e c t l y   c o m m u n i c a t e   w i t o t h e s l a v e   de v i c e s .   B l ue t o o t h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708         R e v i e w   of   i m pl an t ab l e - b as e d   w i r e l e s s   bod y   ar e ne t w or k     m e t r i c s   i s s u e s   ( R aw an  A l m a j douba h )   4007   de v i c e s   f un c t i o i t h e   2 . 4   G H z   IS M   b a nd,   p r o v i di n g   a   c o ve r a ge   ra n ge   o f   1   t o   100   m e t e r s .   T h e i m a xi m u m   da t a   t ra n s f e r   ra t e   i s   M b ps ,   a n t h e   t i m e   r e qui r e d   f o r   c o n n e c t i o s e t up  a n d a t a   t r a n s f e r   i s   a pp r o xi m a t e l y   100  m i l l i s e c o n ds .   H ow e ve r ,   i t   m a y   n o t   b e   t h e   i de a l   c h o i c e   i t e r m s   o f   pow e r   c o n s um pt i o n   f o r   s e n s o r s   w i t h   hi g da t a   r a t e   r e qui r e m e nt s .     2. 2 . 2.   Zi g B e e - I EEE   80 2. 15 . 4   Z i gB e e   i s   a   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   t e c hn o l o g y   t ha t   o f fe r s   a   l o n g   b a t t e r y   l i f e ,   a   l o w   da t a   t r a n s f e ra t e ,   a nd   s e c ur e   n e t w o r ki n g   c a p a b i l i t i e s ,   [20] .   O n e   o f   t h e   b e n e f i t s   o f   Z i gB e e   i s   i t s   e a s e   o f   i n s t a l l a t i o n   a n d   c o n f i gur a t i o n .   It   s uppo rt s   v a r i o us   n e t w o r t o po l o gi e s   a n d   c a a c c o m m o da t e   m a n y   n o de s .   T h e   e qui p m e n t   c a n   f un c t i o n   f o r   s e v e r a l   y e a r s   b e f o r e   r e qui r i ng  a   b a t t e r y   r e pl a c e m e n t ,   m a k i n i t   a   p r e v a l e n t   t e c hn o l o g y   i n u m e r o us   m e di c a l   a ppl i c a t i o n s   w i t h i n   W B A N .   Z i gB e e   pr o v i de s   s e c ur e   n e t w o r ki n g ,   o ff e r i ng  t hr e e   l e v e l s   o s e c ur i t y   m o de   t o   s a fe gua r d   da t a   f r o m   a l t e ra t i o n   o u na ut h o ri z e a c c e s s   by   a t t a c ke r s     [37] .   O pe ra t i n a t   f r e que n c i e s   o f   2. 4   G H z ,   915   M H z ,   a nd   868   M H z ,   Z i gB e e   ha s   a   r a nge   o f   100   m e t e r s   a n d   d a t a   r a t e s   o f   250  K b ps ,   40  K b ps ,   a n 20  K b ps   f o r   e a c h   r e s pe c t i v e   f r e que n c y   b a n d .   Z i gB e e   i s   t a i l o r e f o r   W B A N ,   foc us i n o n   m e di c a l   a p pl i c a t i o n s   t h a t   de m a n d   f r e que n t   m e a s u r e m e nt s   a nd  l o w - p ow e r   t e xt - b a s e d a t a   t r a n s m i s s i o n.   Z i gB e e ' s   l o w   da t a   r a t e   r e n de r s   i t   i n a de qu a t e   f o r   c e rt a i W BA N   m e di c a l   a ppl i c a t i o n s   t ha t   de m a nd  hi g h e r   da t a   ra t e s ,   po s i ng  c ha l l e n ge s   f o i m pl e m e nt a t i o i h o s pi t a l   s e t t i n gs   w i t m u l t i pl e   pa t i e n t s   [38] .   A n o t h e n o t a b l e   dra w b a c of   Z i gBe e   fo r   W B A N   a pp l i c a t i o n s   s t e m s   f r o m   i nt e r f e r e n c e   i t h e   2 . 4   G H z   b a n d ,   w h e r e   num e r o us   w i r e l e s s   s y s t e m s   o pe r a t e .     2. 2 . 3.   W i - F i   I E EE  8 02. 11   Wi - F i   o f fe r s   de pe n da b l e ,   s e c ur e ,   a nd   s w i f t   c o m m u n i c a t i o n,   s e a m l e s s l y   i n t e g ra t e d   i nt o   s m a r t p h o n e s ,   t a b l e t s ,   a n d   l a p t o ps .   T y pi c a l l y   e qui ppe w i t f o ur   s t a n d a r ds   (802. 1 a / b / g/ n),   W i - F i   o pe ra t e s   a c r o s s   b o t t h e   2. 4   a n d   5   G H z   b a nds ,   p r o v i di n g   a   c o ve r a ge   ra n ge   o f   up   t o   1 00  m e t e r s   a n d   da t a   ra t e s   o f   up   t o   600   M b ps     [39] Wi - F i   i s   i de a l l y   s ui t e f o r   h a ndl i n g   l a r ge   v o l um e s   o f   da t a   t r a n s f e r s   w i t h i g h - s pe e w i r e l e s s   c o nn e c t i v i t y ,   e n a b l i ng  f u n c t i o n a l i t i e s   l i ke   v o i c e   c a l l s   a nd   v i de o   s t r e a m i n g .   H ow e v e r ,   i W B A N   s y s t e m s ,   W i - F i   i s   n o t   t h e   pr e f e rr e c h o i c e   i t h e   p ri m a r y   t i e r   due   t o   i t s   hi g h   po w e r   c o n s um p t i o n   [38] .   I n s t e a d,   i t   i s   ut i l i z e f o r   c o m m uni c a t i o n   b e t w e e n   pe r s o n a l   de v i c e s   (P D s a n a c c e s s   po i n t s   (A P s i n   t h e   s e c o n da r y   t i e r   f o r   c e r t a i W B A N   m e di c a l   a ppl i c a t i o n s .   L i ke   B l ue t o o t a n d   Z i gB e e ,   W i - F i   o pe r a t e s   i t h e   IS M   b a n ds ,   w h i c m a y   l e a d   t o   s i g n i f i c a n t   c o - c h a nn e l   i n t e r f e r e n c e .   A   s um m a r y   of   t h e   p re v i o us l y   l i s t e I E E E . 802   s t a nda rds   i s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .       T a b l e   1 .   A   s um m a r y   of   IE E E . 802  s t a nda r ds   Cri t e ri a     S t a n d a rd   F re q u e n c y   Ba n d   Co v e ra g e   D a t a   ra t e   A p p l i c a t i o n s   F e a t u r e s   D ra w b a c k s   Bl u e t o o t h   2 . 4   G H z   1 0 0   m e t e r s   3   M b p s   E m p l o y e d   fo r   c o m m u n i c a t i o n   b e t w e e n   s e n s o rs   a n d   P D s   i n   t h e   f i r s t   t i e r   o w e a ra b l e   b o d y   a re a   n e t w o rk   s y s t e m s   F re e   a n d   w i d e l y   s u p p o rt e d   b y   a   v a ri e t y   o f   d e v i c e s   It   i s   n o t   t h e   i d e a l   c h o i c e   i n   t e r m s   o f   p o w e c o n s u m p t i o n   f o r   s e n s o r s   w i t h   h i g h   d a t a   ra t e   re q u i re m e n t s .   Z i g Be e - I E E E   8 0 2 . 1 5 . 4   2 . 4   G H z ,   9 1 5   M H z ,   a n d   868   M H z   1 0 0   m e t e r s   2 5 0   K b p s ,   4 0   K b p s ,   a n d   2 0   K b p s ,   re s p e c t i v e l y ,   fo e a c h   f r e q u e n c y   b a n d   M e d i c a l   a p p l i c a t i o n s   t h a t   d e m a n d   f r e q u e n t   m e a s u r e m e n t s   a n d   l o w - p o w e r   t e x t - b a s e d   d a t a   t ra n s m i s s i o n .   L i k e   b o d y   t e m p e ra t u re   m o n i t o ri n g ,   p u l s e   m o n i t o ri n g ,   a n d   v a ri o u s   o t h e m e d i c a l   a p p l i c a t i o n s   L o n g   b a t t e ry   l i fe ,   s e c u re   n e t w o rk i n g   c a p a b i l i t i e s ,   e a s e   o f   i n s t a l l a t i o n   a n d   c o n f i g u ra t i o n   L o w   d a t a   t ra n s fe ra t e   a n d   i n t e r fe r e n c e   i n   t h e   2 . 4   G H z   b a n d ,   w h e r e   n u m e r o u s   w i r e l e s s   s y s t e m s   o p e ra t e   Wi - F i   IE E E   8 0 2 . 1 1   2 . 4   a n d   5   GHz   1 0 0   m e t e r s   U p   t o   6 0 0   M b p s   Co m m u n i c a t i o n   b e t w e e n   P D s   a n d   A P s   i n   t h e   s e c o n d a ry   t i e fo c e rt a i n   W B A N   m e d i c a l   a p p l i c a t i o n s   D e p e n d a b l e ,   s e c u re ,   a n d   s w i f t   c o m m u n i c a t i o n ,   s e a m l e s s l y   i n t e g ra t e d   i n t o   s m a rt p h o n e s ,   t a b l e t s ,   a n d   l a p t o p s .   H i g h   p o w e r   c o n s u m p t i o n ,   a n d   c o - c h a n n e l   i n t e r fe r e n c e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   15 ,   N o .   4 A ugus t   20 25 :   400 4 - 4021   4008   2. 3 .     W i r e l e s s   b o d ar e n e tw o r k   r o u ti n p r o to c o l s         T o   s uc c e s s f ul l y   c r e a t e   a nd  c o nn e c t   a l l   de v i c e s   i n   a   n e t w o r k,   r o ut i n g   i s   e s s e n t i a l .   A d di t i o na l l y ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   e s t a b l i s a   c l e a p a t f o r   t h e   t ra n s m i s s i o a nd   e xc ha n ge   o f   da t a   [ 23] .   I a ddi t i o n ,   t h e   p r i m a r y   f a c t o r s ,   i n c l u di n g   t h e   de v e l o pm e n t   o f   a   s t a b l e   a n d   e ff i c i e nt   s y s t e m   w h i l e   e nh a n c i ng  t h e   pe r f o r m a n c e   o i n di v i du a l   n o de s ,   a r e   o f   s i gni f i c a n t   i m po r t a n c e   [40] .   U nde r s t a n di ng  v a r i o us   p r o t o c o l   s t ra t e gi e s   a l l o w s   fo r   t h e   e ffe c t i ve   s e l e c t i o n   o f   t h e   a p p r o pri a t e   s t ra t e gy   fo r   s pe c i f i c   i s s ue s   [41] .   T h e   f i v e   m o s t   c o m m o nl y   us e pr o t o c o l   m e t h o ds   a r e   t h e   c l us t e r - b a s e r o ut i ng   p r o t o c o l ,   t h e   c r o s s - l a y e r   r o ut i n g   p r o t o c o l ,   t h e   po s t u r e - b a s e r o ut i n pr o t o c o l ,   t h e   Q o S   r o ut i n g   p r o t o c o l ,   a n d   t h e   t e m pe r a t u r e - b a s e r o ut i ng   p r o t o c o l   [23] - [ 26] .   T h e   c ri t i c a l   i n f o r m a t i o n   t o   b e   t r a n s m i t t e n e c e s s i t a t e s   t h e   c a r e f ul   s e l e c t i o n   o f   r o ut i n g   n o de s   t o   pr e v e n t   m a l i c i o us   n o de s   f r o m   o b t a i ni n t h e   d a t a .   S e v e r a l   f a c t o r s   c a b e   c o n s i de r e a s   s e l e c t i o n   pa ra m e t e r s   f o r   c h o o s i n a   n o de   t o   i n c l ude   i n   t h e   r o ut e .   A m o n g   t h e s e ,   t h e   t rus t w o r t h i n e s s   o f   t h e   s e n s o n o de   i s   v i t a l ;   i f   i t   i s   u nr e l i a b l e ,   t h e   l i ke l i h o o o f   de l i ve r i n a c c ura t e   d a t a   t o   t h e   de s t i n a t i o n o de   de c r e a s e s   s i g n i f i c a n t l y ,   w h i c h   c o ul po t e nt i a l l y   po s e   a   t hr e a t   t o   a   pe r s o n' s   l i f e .     S e v e r a l   s t u di e s   d i s c us s e v a r i o us   pr o t o c o l   t y pe s ,   a s   s um m a ri z e d   i T a b l e   2.       T a b l e   2 .   A   c o m pa r i s o b e t w e e n   v a ri o us   p r o t o c o l   t y pe s   T e c h n i q u e   Re s e a rc h   I s s u e s   M e t h o d o l o g y   O u t c o m e   M - A T T E M P T   [4 2 ]   H e t e r o g e n e o u s   w i re l e s s   b o d y   a re a   s e n s o n e t w o rk s   L i n e a p r o g ra m m i n g   ( L P m o d e l   t o   m a x i m i z e   i n fo r m a t i o n   e x t ra c t i o n   w h i l e   m i n i m i z i n g   e n e r g y   u s e   L e s s   e n e rg y   c o n s u m p t i o n   a n d   m o re   r e l i a b i l i t y   a s   c o m p a r e d   t o   m u l t i - h o p   c o m m u n i c a t i o n   M - T S IM P L E   [4 3 ]   E n e r g y   e ffi c i e n t   t h r e s h o l d   b a s e d   d a t a   t ra n s m i s s i o n   U s i n g   t h e   fo r w a rd e r   n o d e   te c h n i q u e   b a s e d   o n   t h e   m o b i l i t y   o f   n o d e s   L e s s   e n e rg y   c o n s u m p t i o n ,   p a t h   l o s s ,   a n d   p ro p a g a t i o n   d e l a y   a n d   i s   a l s o   m o r e   e ffi c i e n t   i n   t e r m s   o f   s t a b i l i t y ,   r e s i d u a l   e n e r g y   a n d   t h r o u g h p u t   P o i n t - to - p o i n t   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m   [4 4 ]   H a rv e s t i n g   ra d i o   e n e rg y   i n   W B A N   P o w e s p l i t t i n g   p r o t o c o l   i n   n o r m a l   c i r c u m s t a n c e s   a n d   t i m e - s w i t c h i n g   p ro t o c o l   i n   a b n o r m a l   c i r c u m s t a n c e s   a t   t h e   s e n s o r   M a x i m i z e   t h e   i n fo r m a t i o n   t h r o u g h p u t   f ro m   t h e   s e n s o t o   t h e   a c c e s s   p o i n t   ( A P ),   w h i l e   s a t i s fy i n g   e n e r g y   h a rv e s t i n g   (E H a n d   c o n s u m p t i o n   b a l a n c e   c o n s t ra i n t   a t   t h e   s e n s o r   T ru s t   a n d   t h e r m a l   a w a r e   ro u t i n g   p r o t o c o l   ( T T RP [4 5 ]   P ri v a c y   a n d   c o n f i d e n t i a l i t y   o f   p a t i e n t   d a t a   T ru s t   a n d   t h e r m a l - a w a r e   r o u t i n g   p ro t o c o l   fo r   W B A N s   t h a t   c o n s i d e r s   t ru s t   a m o n g   a n d   t e m p e ra t u re   o n o d e s   t o   i s o l a t e   m i s b e h a v i n g   n o d e s   P e r fo r m s   b e t t e r   i n   t e r m s   o f   p a c k e t   d r o p   ra t i o ,   p a c k e t   d e l a y ,   t h r o u g h p u t ,   a n d   t e m p e ra t u r e   iM - S IM P L E   [4 6 ]   H i g h   t h r o u g h p u t   f o r   W B A N   S e l e c t   t h e   fo r w a rd e r;   t h e   n o d e   w i t h   t h e   h i g h e s t   r e s i d u a l   e n e r g y   a n d   t h e   l e a s t   d i s t a n c e   t o   s i n k   h a s   t h e   m i n i m u m   c o s t   f u n c t i o n   v a l u e   a n d   i s   s e l e c t e d   M a x i m i z i n g   s t a b i l i t y   p e ri o d   a n d   t h r o u g h p u t   o t h e   n e t w o rk   L i g h t w e i g h t   e n c ry p t i o n   a l g o r i t h m   (L E A [4 7 ]   S e c u ri n g   t h e   W B A N   A d d s   a   l a y e r   o e n c r y p t i o n   t o   t h e   t h r e e - t i e a r c h i t e c t u r e   u s e d   b y   t h e   W A BN   t o   e n c ry p t   t h e   p a t i e n t s   v i t a l   s i g n s   c a p t u r e d   b y   t h e   s e n s o r   a n d   s e n t   t o   a   m o b i l e   d e v i c e   t h a t   a   p a t i e n t   c a rri e s   M o r e   s u i t a b l e   e n c r y p t i o n   a l g o r i t h m   fo t h e   W B A N   e n v i r o n m e n t   E n e r g y   e ffi c i e n t   a n d   re l i a b l e   d a t a   t ra n s fe ( E E RD T [4 8 ]   P o w e e ffi c i e n t   a n d   h i g h   t h r o u g h p u t   ro u t i n g   p r o t o c o l   H i e ra r c h i c a l   r o u t i n g   t o   m i n i m i z e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   a n d   s i n g l e - h o p   r o u t i n g   t o   t ra n s fe c ri t i c a l   d a t a   d i r e c t l y   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n   E n h a n c e s   t h e   n e t w o rk   s t a b i l i t y   p e ri o d   Co o p e ra t i v e   l i n k   a w a r e   a n d   e n e rg y   e ffi c i e n t   p ro t o c o l   ( Co - L A E E B A [4 9 ]   Co l l a b o ra t i v e   l e a rn i n g   a n d   p a t h   l o s s   L e a r n   a n d   s e l e c t   t h e   m o s t   fe a s i b l e   r o u t e   f r o m   a   g i v e n   n o d e   t o   s i n k   w h i l e   s h a ri n g   e a c h   o t h e r 's   d i s t a n c e   a n d   r e s i d u a l   e n e r g y   i n fo r m a t i o n   M a x i m i z e s   t h e   n e t w o rk   t h r o u g h p u t   H y b r i d   r o u t i n g   p r o t o c o l   fo W B A N   [5 0 ]   Ro u t i n g   n o d e s   s e l e c t i o n   Co u n t   t h e   t ru s t   o t h e   n o d e   a s   a n   i m p o rt a n t   f a c t o a n d   u p d a t e   t h e   p a t h   i f   i t   fi n d s   a n y   a   m a l i c i o u s   n o d e   i n   b e t w e e n   t h e   r o u t e   T h e   t h r o u g h p u t   a n d   p a c k e t   d e l i v e ry   ra t i o   a r e   i m p r o v e d ,   c o n s i d e ri n g   t h e   l i n k   f a i l u r e   i s s u e   d u e   t o   t h e   m o b i l i t y   f a c t o o f   n o d e s .       F urt h e rm o r e ,   a   c o m pr e h e n s i v e   c o m pa r i s o o f   r o ut i n p r o t o c o l s   fo r   W B S N s   b a s e o n   o t h e i m po rt a nt   m e t r i c s ,   i n c l u di n g   n e t w o r k   l i f e t i m e ,   s t a b i l i t y   pe ri o d,   t hr o ug h p ut ,   r e s i d ua l   e n e r gy ,   a n d   pa t l o s s   of  e a c h   p r o t o c o l ,   i s   p r e s e nt e i T a b l e   3.   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   m a j o r i t y   of   t h e   p r o t o c o l s   c o n s i de a   v a r i e t y   of   qua l i t y - of - s e r v i c e   m e t ri c s   i t h e i pe r f o r m a n c e .   I n   c o n s i d e r a t i o o f   t h i s ,   p r o t o c o l   s e l e c t i o n   i t h e   W B A N   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708         R e v i e w   of   i m pl an t ab l e - b as e d   w i r e l e s s   bod y   ar e ne t w or k     m e t r i c s   i s s u e s   ( R aw an  A l m a j douba h )   4009   s y s t e m   s h o ul d   b e   i n f l ue n c e b y   t h e   s y s t e m ’s   de s i r e d   pu r po s e ,   s uc a s   w h e t h e i t   w o ul b e   us e fo r   b e i n m o r e   e n e r gy - e ff i c i e n t ,   h i g hl y   t r us t w o r t h y ,   o r   a b l e   t o   s i gni f i c a nt l y   i n c r e a s e   t h e   n e t w o r t hr o ug h pu t   a n d   l i f e t i m e   e v a l ua t i o n .       T a b l e   3 .   A   c o m pr e h e n s i v e   c o m pa ri s o n   o f   r o ut i ng  p r o t o c o l s   fo r   W B S N s   b a s e o n   i m po r t a nt   m e t r i c s   Cri t e ri a     P ro t o c o l   S t a b i l i t y   p e ri o d   N e t w o rk   l i fe t i m e   T h ro u g h p u t   Re s i d u a l   e n e r g y   P a t h   l o s s   M - A T T E M P T   [4 2 ]   1 1 %   g r e a t e t h a n   A T T E M P T   2 9 . 5 %   b e t t e r   n e t w o rk   l i f e t i m e   o v e r   v a r y i n g   n u m b e r s   o f   r o u n d s   1 2 . 5 %   w i t h   A T T E M P T   * * *   * * *   S IM P L E     [5 1 ]   3 1 %   m o r e   s t a b i l i t y   p e ri o d   t h a n   M - A T T E M P T   0 . 4 %   l o n g e n e t w o rk   l i f e t i m e   t h a n   M - A T T E M P T   H i g h   t h r o u g h p u t   t h a n   M - A T T E M P T   H i g h e t h a n   M - A T T E M P T   L e s s   t h a n   M - A T T E M P T   iM - S IM P L E   [4 6 ]   4 5 %   t h a n   M - A T T E M P T   Be t t e r   t h a n   M - A T T E M P T   H i g h e t h a n   M - A T T E M P T   H i g h e t h a n   M - A T T E M P T   Re d u c e d   p a t h   l o s s   i n   c o m p a ri s o n   t o   M - A T T E M P T   Co - L A E E B A   [4 9 ]   M u c h   g r e a t e t h a n   M - A T T E M P T   G re a t e t h a n   M - A T T E M P T   H i g h e t h a n   M - A T T E M P T   H i g h e t h a n   M - A T T E M P T   Be t t e r   t h a n   M - A T T E M P T   d ro p p i n g   t h e   p a t h - l o s s   t o   1 6 1 . 8   d B   E E RD T   [4 8 ]   In c re a s e d   m o re   t h a n   5 0 0 0   ro u n d s   a s   c o m p a r e d   t o   A T T E M P T   Be t t e r   t h a n   A T T E M P T   T ra n s fe m o r e   d a t a   p a c k e t s   c o m p a r e d   t o   A T T E M P T   H i g h e t h a n   A T T E M P T   * * *   M - T S IM P L E   [4 3 ]   G re a t e t h a n   t h a t   o f   M - A T T E M P T   G re a t e t h a n   t h a t   o f   M - A T T E M P T   In c re a s e d   t h r o u g h p u t   c o m p a r e d   t o   M - A T T E M P T   H i g h e t h a n   M - A T T E M P T   L e s s   p a t h   l o s s   c o m p a r e d   t o   M - A T T E M P T       F i na l l y ,   t e m pe r a t u r e - b a s e r o ut i n g   p r o t o c o l s   a r e   s u m m a r i z e i T a b l e   4.   T h e   f i n di ngs   s h o w   t h a t   e a c h   t e m pe ra t u r e   r o ut i n p r o t o c o l   i s   a i m e a t   m i ni m i z i n t h e   ri s e   i n   t e m pe ra t u r e   o f   e m b e dde b o d y   n o de s .   T h e   p r o s   a n d   c o n s   o f   e a c p r o t o c o l   a r e   p r o v i de t hr o ug c o nt r a s t   w i t o t h e s t a t e - of - t h e - a rt   t e c hni que s   b a s e o n   t h e   r i s e   i t e m pe r a t u r e ,   e n d - to - e n d   de l a y ,   t hr o ug h pu t ,   a nd  pa c ke t   d r o ra t i o   [45] .       T a b l e   4 .   A   c o m pa r i s o b e t w e e n   t e m pe r a t u r e - b a s e r o ut i n g   p r o t o c o l s   Cri t e ri a     P ro t o c o l   P a c k e t   d r o p s   ra t i o   A v e ra g e   E n d - to - E n d   d e l a y   T h ro u g h p u t   A v e ra g e   T e m p e ra t u re   ri s e   T T RP   T h e   l o w e s t   T h e   l o w e s t   T h e   h i g h e s t   T h e   l o w e s t   H o t s p o t   p re v e n t i n g   ro u t i n g   a l g o r i t h m   (H P R)   L e s s   t h a n   T T RP   L e s s   t h a n   T T RP   L e s s   t h a n   T T RP   L e s s   t h a n   T T RP   T h e r m a l   a w a r e   r o u t i n g   a l g o r i t h m   (T A R A )   T h e   h i g h e s t   T h e   h i g h e s t   T h e   l o w e s t   T h e   h i g h e s t       3.   Q U A LI T Y   O F   S ER V I C M ETR I C S   I S S U ES   D i f fe r e n t   qua l i t y   f a c t o r s ,   i n c l udi ng   l a t e n c y ,   de pe n da b i l i t y ,   b a n dw i dt h,   a n d   s e c u r i t y ,   m us t   b e   m e t   f o r   di f fe r e nt   w i r e l e s s   s e n s o n e t w o r a p pl i c a t i o n s .   Q o S   r e qu i r e m e nt s   a r e   c r uc i a l   b e c a us e   of   s o m e   of   t h e   i s s ue s   t h a t   W S N s   f a c e ,   i n c l ud i n g   l o w   b a ndw i dt po w e r ,   e rra t i c   c o m m u ni c a t i o n s ,   a n d   n o de   v ul n e ra b i l i t i e s .   Q o S   i s   a   c r uc i a l   i s s ue   i W B A N s   t ha t   i s   di s t i n c t   f r o m   W S N   a pp l i c a t i o n s .   U n l i ke   W S N s ,   Q o S   i n   W B A N s   i s   s e n s i t i v e   t o   t h e   na t u r e   o f   t h e   t ra n s po r t e da t a   a n t h e   s e n s i t i v i t y   of   t h e   a ppl i c a t i o n s ,   m a ki ng  i t   i m po s s i b l e   t o   di r e c t l y   a ppl y   W S N   Q o S   t o   W B A N s .   D e pe n di n g   o n   t h e   i n t e n de a ppl i c a t i o n ,   t h e   Q o S   i n   W B A N s   c a n   v a r y .   F o r   i n s t a n c e ,   i c ri t i c a l   pa t i e n t   m o ni t o r i n g   s y s t e m s ,   i t   i s   c r uc i a l   t o   de l i v e r   d a t a   i n s t a nt a n e o us l y ,   a s   a n y   de l a y   c a n   r e s ul t   i c a t a s t r o p h i c   s i t u a t i o n s .   [52 ] .   A c c o r di n g   t o   Co v a   e t   a l .   [ 53] ,   t ra di t i o na l   Q o S   t y pi c a l l y   e n c o m pa s s e s   l a t e n c y ,   t ra n s m i s s i o po w e r ,   r e l i a b i l i t y ,   a n d   b a ndw i dt h   r e s e r v a t i o n.   T o   e n s u r e   Q o S   i W B A N s ,   i t   i s   c ruc i a l   t o   c o n s i de s e v e r a l   f a c t o r s .   R e s o ur c e   c o n s t ra i nt s ,   i n c l udi ng   b a t t e r y   pow e r ,   a v a i l a b l e   b a n dw i dt h,   t ra n s m i s s i o po w e r ,   b uf fe s i z e ,   a n d   pr o c e s s i n g   c a pa c i t y ,   a r e   e s s e n t i a l   f a c t o r s   t o   c o n s i de f o r   a n y   s e n s o n o de   a p pl i c a t i o n .   U nl i ke   t r a di t i o na l   Q o S   a pp r o a c h e s   f o r   r o ut i n g   a n d   m e di u m   a c c e s s   c o n t r o l   (M A C)   pr o t o c o l s   t ha t   a r e   n o t   s ui t a b l e   f o W B A N s ,   i t   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   15 ,   N o .   4 A ugus t   20 25 :   400 4 - 4021   4010   c r uc i a l   t o   de ve l o s o l ut i o n s   t ha t   a dd r e s s   t h e s e   c o n s t ra i nt s   t o   e n s u r e   o pt i m a l   pe r f o r m a n c e .   U n p r e di c t a b l e   a n d   di v e r s e   t ra f f i c   i s   c o m m o n   i n   W S N   a ppl i c a t i o n s ,   w h e r e   Q o S   i s   t y pi c a l l y   de f i n e f o r   pe r i o di c   t ra f f i c .   H ow e v e r ,   b e c a us e   di f fe r e nt   ki n ds   o f   a ppl i c a t i o n s   a r e   us e i W B A N ,   t h e   t ra f f i c   l e v e l s   e xpe r i e n c e b y   W B A N   v a r y ,   i n c l udi ng  n o   t ra f f i c ,   da t a   b ur s t s ,   a n d   o c c a s i o n a l l y   v a r i e a m o un t s   o f   t ra f f i c .   T h e   di v e r s e   t ra f f i c   i n c r e a s e s   t h e   c o m pl e xi t y   a n d   di f f i c ul t y   of   Q o S   r e qui r e m e n t s   a n d   s uppo r t .   Z h o e t   al .   [5 4]   s t a t e t h a t   Q o S   i n   W B A N   c a n   b e   s a t i s f i e by   us i n t hr e e   di f f e r e n t   c o m po n e n t s .   T h e s e   a r e   a s   f o l l ow s :   i a n   a s y m m e t r i c   a r c h i t e c t u r e ,   w h e r e   m o s t   o f   t h e   p r o c e s s i n i s   h a ndl e by   t h e   c e n t ra l   n o de ;   i i )   a   v i rt ua l   M A t h a t   e na b l e s   i t   t o   s c h e dul e   w i r e l e s s   re s o ur c e s   i rr e s pe c t i v e   of   t h e   M A C   p r o t o c o l   b e i n us e d;   a n d   i i i a n   a d a pt i v e   r e s o ur c e   s c h e dul e t ha t   s c h e dul e s   t h e   r e m a i ni n b a n dw i dt t o   m e e t   Q o S   r e qui r e m e nt s   i f   ra di o   f r e que n c y   (R F i n t e r f e r e n c e   f r o m   p a t i e n t   m o v e m e n t   c a us e s   a   c ha nn e l   f a i l u r e .   T h e   pr o v i s i o n   o f   Q o S   i s   a e s s e n t i a l   a s pe c t   i n   t h e   pu r s u i t   o f   a   d e pe n da b l e   n e t w o r k.   A   r e l i a b l e   Q o S   e n s u r e s   t ha t   pa c ke t s   a r e   de l i v e r e i t h e   c o rr e c t   s e que n c e   a n w i t hi n   t he   a l l o t t e t i m e f r a m e   [5 5] .   A s   pe L i   e t   a l .   [56] Q o S   pl a y s   a   c r uc i a l   r o l e   i m e di c a l   i n f o r m a t i o t ra n s m i s s i o i n s i de   W B A N ,   a s   v i t a l   a pp l i c a t i o n s   n e c e s s i t a t e   t h e   g r e a t e s t   po s s i b l e   Q o S .   T o   e nh a n c e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e ,   a c hi e v i n hi g h   Q o S   n e c e s s i t a t e s   a   hi g t hr o ughput .   T h e   p a c ke t   pa y l o a a n t ra n s m i s s i o n   de l a y   a r e   di r e c t l y   c o rr e l a t e w i t h   t h e   t hr o ug h pu t   a nd  i n v e r s e l y   s o ,   r e s pe c t i v e l y .   T o   gua r a nt e e   t h e   e ff e c t i v e n e s s   of  t h e   da t a ,   Q o S   a l s o   de m a n ds   a   m i ni m um   de l a y .   O pt i m i z i n g   t h e   n e t w o r l i f e t i m e   by   l i m i t i ng  t h e   p ri m a r y   e n e rg y   l o s s   s o ur c e s   i s   a n o t h e p r e r e qui s i t e   [57] .   E n s u r i ng  t ra n s m i s s i o r e l i a b i l i t y   i s   pa r a m o unt   i gu a r a nt e e i n g   t h e   e f fe c t i v e n e s s   of   a   W B A N   [58] T h e   m o ni t o r e da t a   m us t   b e   r e c e i v e a c c ur a t e l y   by   m e di c a l   s t a f f ,   a s   f a i l u r e   t o   do   s o   c o ul ha v e   f a t a l   c o n s e que n c e s ,   pa rt i c ul a r l y   i f   a   l i f e - t hr e a t e n i ng   e v e n t   go e s   unde t e c t e d.   R e l i a b i l i t y   i n c l ude s   t h e   de l i v e r y   of  da t a   i a   r e a s o na b l e   t i m e   a n d   a   g ua ra n t e e de l i v e r y   of   da t a .   T h e   u nr e l i a b i l i t y   h a s   m a i c a us e s   s uc a s   l o w   t r a n s m i s s i o ra n ge ,   i n t e r f e r e n c e ,   i n e f f i c i e n t   r o ut i ng,   a n d   o t h e r s   [5 9] .   Q o S   s t a n ds   a s   a   f un d a m e nt a l   c h a ra c t e ri s t i c   i e s t a b l i s hi n g   a   de pe nda b l e   n e t w o r k.   A   r e l i a b l e   Q o S   e n s u r e s   t ha t   p a c ke t s   a rr i v e   i t h e   c o rr e c t   o r de r   a n d   w i t h i t h e   s pe c i f i e t i m e f r a m e   [ 55] .   A s   o ut l i n e i n   [ 56] ,   Q o S   pl a y s   a   pi v o t a l   r o l e   i t h e   t r a n s m i s s i o o f   m e di c a l   i n f o r m a t i o w i t hi n   W B A N s ,   e s pe c i a l l y   f o r   c r i t i c a l   a pp l i c a t i o n s   t ha t   de m a n d   t h e   ut m o s t   Q o S .   A c h i e v i n hi g h   Q o S   n e c e s s i t a t e s   a   hi g t hro ugh put ,   w hi c s i g ni f i c a nt l y   e n ha n c e s   s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   T hr o ug h pu t   i s   d i r e c t l y   r e l a t e t o   t h e   pa c ke t   p a y l o a a nd  i n v e r s e l y   r e l a t e t o   t r a n s m i s s i o de l a y E n s u r i ng  Q o S   a l s o   e n t a i l s   m i n i m i z i ng  de l a y   t o   gua r a nt e e   da t a   e f fe c t i ve n e s s .   A dd i t i o n a l l y ,   m a xi m i z i n g   n e t w o r l i f e t i m e   i n v o l v e s   m a na gi n g   t h e   p ri m a r y   s o ur c e s   of   e n e r gy   l o s s   [57] .   T h e   f i f t h   ge n e r a t i o (5G c o ul i n de e b e   a   v i a b l e   s o l ut i o n   f o r   e nh a n c i n Q o S   i n   W B A N   s y s t e m s ,   a s   i t   p r o m i s e s   h i g da t a   r a t e s ,   r e l i a b i l i t y ,   a n e xt r e m e l y   l ow   l a t e n c y .   H ow e ve r ,   i t   i s   i m po r t a n t   t o   n o t e   t ha t   t hi s   a dv a n c e m e n t   m a y   c o m e   a t   t h e   c o s t   of  i n c r e a s e e n e rgy   c o n s um pt i o n .   Co n s e que n t l y ,   s t r i ki n g   a   b a l a n c e   b e t w e e n   t h e s e   f a c t o r s   b e c o m e s   i m pe ra t i v e   t a c hi e v e   o pt i m a l   s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   5G   ha s   t h e   po t e nt i a l   t o   s i g ni f i c a n t l y   i m p r o v e   t h e   Q o S   o f   W B A N   s y s t e m s   by   gua r a nt e e i ng   h i g da t a   ra t e s ,   g r e a t   de pe nda b i l i t y ,   a n d   e xt r e m e l y   l ow   l a t e n c y .   H ow e v e r ,   do i n g   s o   c a r e s ul t   i n   a   ri s e   i e n e rgy   us a ge .   T h us ,   t o   ge t   a   s a t i s f a c t o r y   pe r f o r m a n c e ,   w e   m us t   c o m pr o m i s e   be t w e e n   t h e s e   f a c t o r s .   T h e   5G   c e l l u l a r   n e t w o r t e c hn o l o g y   i s   po i s e t o   o f fe r   a e xt r e m e l y   hi g da t a   ra t e   o f   up  t o   10   G b ps ,   m i ni m a l   l a t e n c y   a pp r o a c hi n g   t h e   m i l l i s e c o n ra n ge ,   e xc e pt i o na l   r e l i a b i l i t y ,   a   w i de   b a ndw i dt h   e xc e e di n g   1 00  M H z ,   s ub s t a n t i a l   c a pa c i t y ,   e ffe c t i ve   i n t e r f e r e n c e   m i t i ga t i o n,   s uppo rt   f o r   a   v a s t   n u m b e r   o f   c o n n e c t e de v i c e s ,   a n d   a   s e c ur e   n e t w o r i n f r a s t r uc t u r e   [60] .   W i t h i W B A N s ,   5G   h a s   t h e   po t e n t i a l   t o   dri v e   s ub s t a n t i a l   a dv a n c e m e nt s   i m e di c a l   a ppl i c a t i o n s ,   pa rt i c ul a r l y   f o r   u r ge n t   a n d   c r i t i c a l   s c e n a ri o s   d e m a n di ng   r e a l - t i m e   da t a   t r a n s m i s s i o a n d   hi g d a t a   ra t e s .   S pe c i f i c a l l y ,   5G   s t a nds   t o   s i g ni f i c a n t l y   e nh a n c e   t e l e s ur ge r y   pr o c e dur e s   by   e n a b l i ng  r o b o t i c   pl a t f o r m s   e qui ppe w i t h   a ud i o ,   v i de o ,   a n ha pt i c   f e e d b a c c a pa b i l i t i e s   t o   o pe r a t e   s e a m l e s s l y   [61] A ddi t i o n a l l y ,   5G   s e r v e s   a s   a e ff i c i e n t   s o l ut i o f o r   a c c ura t e l y   m o n i t o ri n g   pa t i e n t s   i r e a l - t i m e   c o n t i nuo us l y   a n d   de t e c t i n g   t h e i po s i t i o n s   i a b n o r m a l   s i t ua t i o n s .   M o r e o ve r ,   i t   f a c i l i t a t e s   t h e   ra pi t r a n s m i s s i o n   o f   m e di c a l   i m a ge s   a nd   v i de o s   [62] .   N e v e r t h e l e s s ,   t h e   po w e r   c o n s u m pt i o o f   5G   r e m a i n s   a   c r uc i a l   c o n c e rn  w i t h i W B A N ,   pa r t i c ul a r l y   fo m i n i a t u ri z e d   s e n s o r s   t h a t   m us t   o pe ra t e   f o e xt e n de pe ri o ds ,   s p a nn i ng   m u l t i pl e   y e a r s   [63] .   I t h e   r e a l m   o f   b e y o n d - f i f t h - ge n e ra t i o (B 5G m o b i l e   c o m m u n i c a t i o n s ,   t h e   o b j e c t i ve   i s   t o   e s t a b l i s a   s y s t e m   w i t a   c a pa c i t y   s ur p a s s i n t h a t   o f   5G   n e t w o r ks   by   m o r e   t h a 100  t i m e s .   T hi s   i n c l ude s   a c hi e v i n g   da t a   ra t e s   i t h e   t e r a b i t s   pe s e c o n ra n ge ,   m i ni m a l   l a t e n c y ,   a n d   u n p a r a l l e l e d   r e l i a b i l i t y .   T h e s e   a dv a n c e m e nt s   h o l d   i m m e n s e   p r o m i s e   f o r   h e a l t h c a r e   a ppl i c a t i o n s   w i t hi n   W B A N s   [64] .   T h e   s i xt ge n e ra t i o n   (6G w i l l   l e v e r a ge   t e ra h e rt z   s i g na l s   f o r   t ra n s m i s s i o n,   e f fe c t i ve l y   e n ha n c i n g   bo t b a n dw i dt a n d   d a t a   r a t e s .   T h e   a nt i c i p a t e p r e r e qu i s i t e s   of   6G   c o m m u ni c a t i o t e c hn o l o gy   fo r   f ut u r e   h e a l t h c a r e   e n c o m pa s s   a c hi e v i n da t a   ra t e s   s u r p a s s i n g   T b ps ,   m i n i m i z i ng  l a t e n c y   t o   l e s s   t h a m s ,   e n s u ri n g   hi g r e l i a b i l i t y ,   s uppo r t i n g   h i g m o b i l i t y   (e xc e e di n 1 , 0 00   k m / h ) ,   a nd  o f fe r i n g   b a n dw i dt t hr e e   t i m e s   g r e a t e r   t h a t h a t   o f   5G   [ 65] .   W hi l e   5G   a nd   B 5G   p ri m a r i l y   off e r   2D   c o m m u ni c a t i o n,   6G   i s   po i s e t o   t ra n s i t i o t o w a r ds   3D   s e r v i c e s   ut i l i z i ng   h o l o gr a p h i c   c o m m u n i c a t i o n.   T hi s   s hi f t   ha s   t h e   po t e n t i a l   t o   r e v o l ut i o n i z e   i n t e l l i ge n t   h e a l t h c a r e   s y s t e m s ,   pa rt i c ul a r l y   i t e l e - s u r ge r y   s c e n a r i o s   w h e r e   e xt r e m e l y   h i g da t a   ra t e s   a r e   i m pe r a t i v e .   O t h e a p pl i c a t i o n s   s uc h   a s   r e m o t e   p a t i e nt   di a g no s t i c   a n m e di c a l   t r e a t m e nt   s u pe r v i s i n g   w i l l   a l s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708         R e v i e w   of   i m pl an t ab l e - b as e d   w i r e l e s s   bod y   ar e ne t w or k     m e t r i c s   i s s u e s   ( R aw an  A l m a j douba h )   4011   b e   f e a s i b l e ,   w h e r e   do c t o r s   c a n   di a g n o s e   r e m o t e l y   us i n g   h o l o gr a p h i c   c o m m u ni c a t i o w h i c h   c a r e l i e v e   t h e   e c o n o m i c   a n d   p h y s i c a l   b ur de f o r   t h e   pa t i e n t s   [66 ] .     3. 1 .     D e l ay   D ue   t o   t h e   na t u r e   o f   W B A N s ,   s e v e r a l   o f   t h e i r   s e n s o r s   a r e   di r e c t l y   i m pl a nt e w i t h i t h e   b o d y   t c o l l e c t   a n d   t r a n s m i t   v i t a l   p h y s i o l o gi c a l   i n f o rm a t i o a b o ut   t h e   w e a r e r ' s   c o n di t i o n.   H ow e v e r ,   h u m a n   t i s s ue   a n bo d y   m o t i o n   c a n   s i g n i f i c a nt l y   i m p a c t   t h e   n e t w o r k' s   pe r f o r m a n c e ,   w h i c h   po s e s   a   c h a l l e n ge .   I n   p a r t i c ul a r,   t h e   i s s ue   of   de l a y e c o m m uni c a t i o n   i s   e s pe c i a l l y   s i gni f i c a n t ,   a s   i t   c o ul b e c o m e   o ut da t e a nd  e v e n   c r uc i a l   f o r   t h e   us e r   i f   e s s e n t i a l   i n f o r m a t i o n   t h a t   t h e   h e a l t h c a r e   s t a f f   r e c e i v e s   i s   de l a y e [67] [2 0] .     3. 2 .     Lat e n c y   L a t e n c y   i s   a n o t h e r   m a j o r   c ha l l e n ge   t h a t   m us t   b e   a dd r e s s e d.   T h e   t e r m   " l a t e n c y "   r e f e r s   t o   t h e   de l a y   i t h e   a rr i v a l   o f   i n f o r m a t i o pa c ke t s   due   t o   hi g t ra f f i c ,   l o n que ue s ,   o r   a   l o n ge r o ut e   t a ke n   t o   a v o i c o n ge s t i o n .   A s   w a s   p r e v i o us l y   s a i d,   a pp r o pri a t e   r o ut i n g   p r o t o c o l s   a r e   n e e de t o   a dd r e s s   t h e s e   pr o b l e m s   b e c a us e   t h e   o ut c o m e   c o ul b e   j us t   a s   i m po rt a nt   a s   t h e   de l a y   [20] [21] It   c a r a nge   f r o m   l e s s   t ha o n e   m i l l i s e c o n f o 5G / 6G   t o   a   f e w   t e n s   o f   m i l l i s e c o n ds   f o r   3 G / 4G   a n d   c a e v e n   e xc e e o n e   s e c o n f o r   l o w - pow e r   w i de - a r e a   n e t w o r (L P W A N t e c hn o l o gi e s   [21] .   T h e   ra pi d   t ra n s m i s s i o o f   da t a   i s   c r uc i a l   f o r   e n s u ri n t h e   s uc c e s s f ul   r e a l - t i m e   t ra n s m i s s i o o f   da t a   t o   a   m e di c a l   c e nt e r.   T h e   a ppl i c a t i o n s   f o r   W B A N s   i t h e   m e di c a l   f i e l c a n   b e   c ri t i c a l   i f   t h e y   a r e   u na b l e   t o   t o l e r a t e   de l a y s ,   e s pe c i a l l y   i e m e r ge n c i e s   w h e r e   t h e   de l a y   i da t a   de l i v e r y   c o ul r e s ul t   i f a t a l   c o n s e que n c e s   f o r   t h e   pa t i e n t   [2 1] H e a l t d a t a   l a t e n c y   s h o ul n o t   e xc e e 12  m s   i a pp l i c a t i o n s   us e d   f o r   m e di c a l   pu r po s e s ,   w h i l e   n o n - m e di c a l   a ppl i c a t i o n s   s h o ul d   gua ra nt e e   da t a   l a t e n c y   of  n o   m o r e   t h a 250   m [ 68] .   T h e   r e a s o f o r   t h e   s t ri n ge n t   d a t a   l a t e n c y   r e qui r e m e n t s   o f   W B A N s   i s   t h a t   m o s t   m e di c a l   a p pl i c a t i o n s ,   l i ke   e m e rge n c y   m e di c a l   s y s t e m s ,   c a nno t   w i t h s t a n d   s l o w   r e s po n s e   t i m e s .   T h i s   i s   b e c a us e   de l a y e de l i v e r y   o f   t h e   c o l l e c t e h e a l t h   d a t a   t o   a   m e di c a l   f a c i l i t y   c o ul r e n de r   i t   i n e f f e c t i v e   i n   e m e rge n c i e s .   T o   a dd r e s s   l a t e n c y   i n   h e a l t h c a r e   a pp l i c a t i o n s ,   a   f e w   po t e n t i a l   W B A N   s y s t e m   s o l ut i o n s   w e r e   s ugge s t e by   M a h a p a t r o   e t   al .   [69]   a n d   W a ng  e t   al .   [70] .     3. 3   R e l i ab i l i t y   R e l i a b i l i t y   i s   de f i n e a s   t h e   a m o unt   by   w h i c t h e   s uc c e s s i o n   o f   a a t t e n de d   c o m put i ng   p r o c e s s   i s   c o n s i de r e d.   T hi s   m e a n s   t ha t   t h e   s uc c e s s   r a t e   of   a   s y s t e m   can   be   di r e c t l y   c o r r e l a t e d   w i t h   its   r e l i a b i l i t y T h e   r e l i a b i l i t y   of   i n f o r m a t i o n   c a v a r y   de pe n di ng  o v a r i o us   f a c t o r s ,   i n c l udi ng  t h e   t y pe   of   a ppl i c a t i o a n d   t h e   w a y   us e r s   ha n d l e   i t .   A s   a   r e s ul t ,   i t   i s   di f f i c ul t   t o   de t e r m i n e   w h a t   i s   c o m pl e t e l y   r e l i a b l e   i n   d i f f e r e n t   s i t ua t i o n s .   In  s u m m a r y ,   a   l i nk   i s   c o n s i de r e d   s uc c e s s f ul   i f   i t   c a b e   t ra v e r s e w i t e xc e pt i o n a l   p r e c i s i o a n d   r e c a l l .   E n s u r i ng  p r o m p t   r e t ri e v a l   o f   t h e   ge n u i n e   r e p r e s e n t a t i o o r e s o ur c e s   w h i l e   m a i nt a i n i ng  c o n s i s t e n c y   [20],   [21]     3. 4   D ata   r at e   D a t a   r a t e   c a n   b e   de f i n e a s   t h e   qu a n t i t y   of   h e a l t i n f o r m a t i o a s   w e l l   a s   t h e   s pe e (o r   ra t e a t   w h i c h   t h a t   i n f o r m a t i o c a b e   s e nt   a t   a   gi v e m o m e n t   o v e r   a   c o m m u n i c a t i o c ha nn e l .   D e pe n d i n g   o a a ppl i c a t i o n ' s   na t u r e   a n t h e   ki n d   o f   a ppl i c a t i o n   t ra f f i c   pa t t e rn c o n t i nuo us   o r   pe ri o di c di f f e r e n t   d a t a   r a t e s   a r e   n e e de f o r   W B A N s .   W B A N   s e n s o r   de v i c e s   t y pi c a l l y   r e qui r e   da t a   r a t e s   r a ngi n g   f r o m   a   f e w   kb ps     (< kb ps f o r   o n - b o d y   m o n i t o ri n g   t o   > 1 , 0 00  kb ps   (> 1 , 000   kb ps fo r   r e a l - t i m e   v i de o   f e e ds   [ 71] .   S i m i l a rl y ,   w h i l e   de s i g n i n g   W B A N   s y s t e m s ,   a pp r o pri a t e   b i t   e rr o ra t e s   (B E R s m us t   b e   g ua ra n t e e f o h e a l t d a t a   t r a n s f e r   t o   b e   de pe n da b l e .   O n e   w a y   t o   de f i n e   t h e   b i t   e rr o r s   pe u ni t   t i m e   (d a t a   l o s s i s   a s   a   m e a s u r e   o f   t h e   B E R .   F o r   i n s t a n c e ,   s e n s o de v i c e s   w i t h   a   hi g h   da t a   ra t e   de m a n d   m a y   be   us e i n   s u rr o u n d i n gs   w i t h   l o w e r   B E R   v a l ue s   t o   m e e t   t h e   de pe n da b i l i t y   r e qui r e m e n t s   o f   h e a l t h   da t a   t r a n s m i s s i o n   i n   W B A N s   [72] .   S i m i l a r   t o   t h i s ,   t h e   p h y s i c a l   (P H Y l a y e r   o f   a   W B A N   s y s t e m   c a n   m a xi m i z e   t h e   B E R   v a l ue   o f   a   t ra n s m i s s i o l i nk   by   t a k i n a dv a n t a ge   o f   v a r i o us   c o di n a nd  a da p t i v e   m o dul a t i o n   t e c hni que s   t ha t   a r e   s ui t a b l e   fo r   t h e   c o m m uni c a t i o n - c h a nn e l   c o n d i t i o n s   [73] .   T h e   B E R ,   w h i c i s   o f t e a   m e a s u r e   o f   t h e   qua nt i t y   of   dr o ppe pa c ke t s ,   m us t   b e   p r o v i de t o   de f i n e   a n d   s e l e c t   t h e   p r o pe da t a   r a t e .   R e ga r d i n m e di c a l   de v i c e s ,   t h e   da t a   r a t e   de t e r m i n e s   t h e   r e l i a b i l i t y   r a t e .   W hi l e   s o m e   de v i c e s   t h a t   o pe ra t e   a t   a   l o w   da t a   ra t e   c a n   ha n d l e   a   g r e a t e B E R ,   o t h e de v i c e s   o pe r a t e   a t   a   hi g h e r   da t a   r a t e   b ut   n e c e s s i t a t e   a   l o w e r   B E R   [68] .     3. 5   D ata   p r i o r i ty   O n e   o f   t h e   b i gge s t   i s s ue s   w i t h   t h e   ri g h t   r o ut i n p r o t o c o l s   w i t h i n   a   W B A N   i s   t h a t   n o t   a l l   d a t a   c a n   b e   pl a c e o t h e   s a m e   p ri o ri t y .   F o r   i n s t a n c e ,   p h y s i o l o gi c a l   da t a   a b o ut   b o d y   t e m pe r a t u r e   s h o ul d n' t   ha v e   t h e   s a m e   pri o r i t y   a s   i n f o r m a t i o o a   l i f e - t hr e a t e n i ng   i l l n e s s .   B e c a us e   i t   c o ul po t e n t i a l l y   r e s ul t   i a   pa t i e n t ' s   de a t h,   a   s ui t a b l e   r o ut i ng  de c i s i o n e e ds   t o   b e   m a de   qui c kl y   a n d   i nt e l l i ge n t l y   [74] [ 75] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   15 ,   N o .   4 A ugus t   20 25 :   400 4 - 4021   4012   3. 6   R e q u i r e m e n t   fo r   th r o u gh p u t   A   s y s t e m ' s   c a pa c i t y   t o   h a n dl e   da t a   i n   a   s pe c i f i c   a m o un t   of   t i m e   i s   m e a s u r e b y   i t s   t hr o ug h pu t .   A n o t h e w a y   t o   put   i t   w o ul be   t h e   e nt i r e   qu a n t i t y   of  da t a   t ha t   a   W B A N   s y s t e m   c a n   s e n o v e r   a   c o m m uni c a t i o n   c h a nn e l   b a n dw i dt h.   T o   i m p r o v e   t h e   h e a l t h   d a t a   c o m m u n i c a t i o n   e f f i c i e n c y   of   W B A N   s y s t e m s ,   a o pt i m a l   t hr o ug h pu t   i s   r e qui r e b e c a us e   t h e   m a j o r i t y   of   W B A N   h e a l t h   d a t a   a r e   v i t a l   a n n e e t o   b e   de l i ve r e o n   t i m e   t o   a   r e m o t e   m e di c a l   c e n t e r   [7 6] .   T o   do   t h i s ,   t h e   t hr o ug h put   o f   a   W B A N   s y s t e m   c a n   b e   m a x i m i z e by   e i t h e r   m a x i m i z i n t h e   t hr o ug h p ut   o f   e a c h   s e ns o r   de v i c e   i n   t h e   n e t w o r o r   b y   m a xi m i z i n t h e   t hr o ughput   o f   t h e   e n t i r e   n e t w o r k,   w h i c i n c l ude s   a l l   o f   t h e   s e n s o de v i c e s   [21] .     3. 7   C o e x i s te n c e   i n   c o m mu n i c ati o n   b an d s   A s   c o m m uni c a t i o s y s t e m s ,   W B A N s   n e e a   c o m m u ni c a t i o b a n ( ra n ge   o f   f r e que n c i e s   i n   t h e   R F   s pe c t r um )   t o   s up pl y   a   c o m m u ni c a t i o n   c ha nn e l (s )   f o r   t h e   n e t w o r de v i c e s   t o   us e .   W B A N s   a r e   p r i m a ri l y   m a de   t o   o pe r a t e   i u nl i c e n s e d   IS M   f r e que n c y   b a n ds ,   l i ke   2. 45   G H z ,   w hi c i n c l ude s   915   M H z ,   f o f i na n c i a l   r e a s o n s .   F o e xa m pl e ,   t h e   IS M   b a nds   a r e   us e by   s e ve r a l   s t a n da rds   (s uc h   a s   B l ue t o o t h ,   W i - F i ,   Z i gB e e ,   a n d   o t h e r s )   t ha t   a r e   f r e que n t l y   us e i n   W B A N s   f o r   t h e   t r a n s m i s s i o n   o f   h e a l t h   da t a .   B e   a w a r e   t ha t   t h e   IS M   b a nds   a r e   a l s o   us e by   o t h e r   c o m m u ni c a t i o n   s y s t e m s   b e s i de s   W BA N s .   A s   a   r e s ul t ,   t h e r e   i s   a i n c r e a s i ng  qu a nt i t y   a n v a r i e t y   of   t h e s e   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   t e c hn o l o gi e s ,   w hi c h   i s   o v e r c r ow di n t h e   b a nd.   I nt e r f e r e n c e   m a y   a r i s e   a m o n g   t h e   n u m e r o us   c o m m u n i c a t i o s y s t e m s   c o e x i s t i n g   o t h e   IS M   b a n ds   d ue   t o   t h e i o v e r c r o w de d   c h a ra c t e r.   T h e r e f o r e ,   i n t e r f e r e n c e - r e s i s t a nt   t e c hn o l o g y   i m pl e m e nt a t i o i s   n e c e s s a r y   t o   e n s u r e   t h e   r e l i a b i l i t y   of  W B A N   m e di c a l   a ppl i c a t i o n s ,   p a r t i c ul a rl y   i e m e rge n c y   s c e n a r i o s   [21] .     3. 8   Lo w   e l e c tr o m agn e ti c   r ad i at i o n   T h e   i n c r e a s i n g   p r e v a l e n c e   o f   W B A N s   i s   l e a d i n g   t o   a   r i s e   i i nt e r f e r e n c e ,   w h i c h   p r e s e n t s   a   ge n u i n e   c h a l l e n ge   [77] .   T h i s   i nt e r f e r e n c e   c a n   ha v e   a   de t ri m e n t a l   i m p a c t   o n   n e t w o r pe r f o r m a n c e   a n m a y   a l s o   l e a t o   i n c r e a s e po w e r   c o n s um pt i o n   i s e n s o r s   due   t o   t h e   r e pe a t e r e - t ra n s m i s s i o o f   da t a   w h e i nt e r f e r e n c e   hi n de r s   i t s   s uc c e s s f ul   t r a n s m i s s i o t o   t h e   i n t e n de d   r e c i pi e n t .   W B A N   s y s t e m s   c a b e   s ub j e c t   t o   t w o   t y pe s   o i n t e r f e r e n c e .   T h e   f i r s t   t y pe   i s   i n t ra - n e t w o r i nt e r f e r e n c e ,   w hi c a ri s e s   f r o m   t h e   a s y n c hr o n o us   t r a n s m i s s i o n   b e t w e e n   n e a r by   s e n s o r s .   I n t e r - n e t w o r i nt e r f e r e n c e   i s   t h e   s e c o n t y pe   of   i n t e r f e r e n c e   t ha t   o c c ur s   w h e n   o ut s i de   s o ur c e s   us e   t h e   s a m e   W B A N   f r e que n c y   c h a nn e l s   [7 8] .   W h e n   d a t a   i s   s e n t   s i m ul t a n e o us l y   by   t w o   o r   m o r e   W B A N s ,   i n t e r - n e t w o r i nt e r f e r e n c e   c a n   a l s o   h a p pe n.   M i t i g a t i n o r   a v o i di n t h e s e   t w o   t y p e s   of  i n t e r f e r e n c e   i s   e s s e n t i a l   t o   e n s u r i ng   t h e   q ua l i t y   o f   t h e   s i g n a l   i n   W B A N   [79] .   B e c a us e   h i g e l e c t r o m a g n e t i c   w a ve   r a di a t i o n   c a l e a d   t o   a   v a r i e t y   of   h e a l t ri s ks ,   i n c l u di n g   t i s s ue   da m a ge ,   de c r e a s e d   b l o o f l ow ,   a n d   e n z y m a t i c   di s o r de r s ,   i t   po s e s   a   s e r i o us   r i s k   t o   h u m a h e a l t [8 0] .   D e s i g ni n g   a   W B A N   s y s t e m   n e c e s s i t a t e s   c o n s i de r i ng   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   e m i t t e b y   s e n s o r   de v i c e s   du r i ng   da t a   e xc ha n ge ,   a s   W B A N   i s   a   b o d y - fo c us e n e t w o r k t ha t   i s ,   a   n e t w o r t ha t   h a s   di r e c t   t o uc h   w i t h   a   p a t i e nt ' s   b o d y .   It ' s   a l s o   i m po r t a n t   t o   n o t e   t ha t   a   b o d y   s e n s o r   de v i c e   o p e r a t i n g   a t   a   hi g h - po w e r   l e v e l   w i l l   ha v e   a   h i g t hr o ug hput ,   w hi c i s   e xc e l l e nt   b e c a us e   gr e a t e t hr o ug h put   ra t e s   i n c r e a s e   t h e   l i ke l i h o o t h a t   h e a l t h   d a t a   w i l l   b e   s e n t   s uc c e s s f ul l y .   T h e   f e de r a l   c o m m uni c a t i o n s   c o m m i s s i o n   (F CC)   r e gul a t i o n   de f i n e s   t he   a c c e pt a b l e   S A R   of   bo d y   t i s s ue   fo r   g   a t     1. W / k g.   T ra n s m i t t i n g   a t   h i g h e po w e r   l e v e l s   by   t h e   s e n s o r   de v i c e s   w i l l ,   h o w e ve r ,   a ut o m a t i c a l l y   i n c r e a s e   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   ra di a t i o a b s o r b e by   t h e   pa t i e nt ' s   b o d t i s s ue .   S A R   m e a s u r e s   t h e   a m o u n t   o f   e n e r gy   o r   R F   e n e r gy   t ha t   i s   a b s o r b e by   h um a t i s s ue   a nd  t h e   b o d y   w h e n   e xpo s e t o   R F   e l e c t r o m a g n e t i c   r a di a t i o n .   E a c m e di c a l   s e n s o de v i c e   i a   W B A N   s y s t e m   i s   i n t e n de d   t o   r a d i a t e   i t s   h e a l t d a t a   a t   a   t r a n s m i s s i o po w e r   of   a pp r o xi m a t e l y   0. 0001  W ,   o r   10  dB m ,   a nd  s h o ul no t   e xc e e a   m a xi m um   t ra n s m i s s i o n   po w e r   o   < 0. 0 01  W   o dB m   t o   m e e t   t h e   S A R   c o n s t ra i nt   r e qu i r e m e nt .     3. 8   P ati e n ts   m o b i l i ty   A n o t h e e s s e n t i a l   p r e r e qui s i t e   f o r   W B A N   s y s t e m s   t o   de l i v e r   ub i qui t o us   h e a l t h c a r e   m o ni t o r i n g   (H CM s e r v i c e s   i s   pa t i e n t   m o b i l i t y   a s s i s t a n c e .   S i n c e   t h e   m a j o r i t y   of   W B A N   c us t o m e r s   a r e   l i ke l y   m o b i l e   c o n s um e r s   w h o   n e e t o   a c c e s s   a n d   r e c e i ve   m e di c a l   s e r v i c e s   a t   t h e i c o n v e n i e n c e ,   s uc a s   a t   h o m e ,   t h e   o ff i c e ,   t h e   m a r ke t ,   a n s o   f o r t h,   t h e y   a r e   s t a t i c .   A s   a   r e s ul t ,   pa t i e n t   m o v e m e n t s w h e t h e r   f a s t   o r   s l o w m a y   c a us e   s i g n a l   f a d i n g   o s ha do w i n g,   w hi c c o ul d   b e   de t r i m e nt a l   t o   Q o S   pe r f o r m a n c e w h i c i n c l ude s   l a t e n c y ,   h e a l t da t a   de l i v e r y   ra t i o ,   a n d   o t h e f a c t o r s .   T h us ,   t o   a dd r e s s   t h e   i s s ue   o f   pa t i e n t   m o b i l i t y ,   t h e   e xi s t i ng   W B A N   s o l ut i o n s   n e e t o   i n c l ude   s o m e   w i r e l e s s   t e c h n o l o gi e s   i n   t h e   s y s t e m s .   B e c a us e   o f   t h i s ,   L P W A N   s o l ut i o n s   a r e   s e e n   a s   po t e nt i a l   t e c hn o l o gi e s   t h a t   c a n   f a c i l i t a t e   t h e   l a rge - s c a l e   de l i v e r y   of   h e a l t d a t a   t o   di s t a nt   m e di c a l   c e n t e r s   w hi l e   a l s o   e n a b l i ng  p a t i e nt   m o b i l i t y .   F o r   e xa m pl e ,   w h e n   l i n ke t o   L P W A N   s y s t e m s ,   a   pa t i e n t ' s   t e m pe ra t u r e   o r   h e a r t   r a t e   c a b e   t r a c ke f r o m   a n y   l oc a t i o n   us i n m e di c a l   s e n s o r s ,   a l e rt i n t h e   a t t e n di ng  ph y s i c i a o f   t h e   pa t i e n t ' s   h e a l t s t a t us   [21] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708         R e v i e w   of   i m pl an t ab l e - b as e d   w i r e l e s s   bod y   ar e ne t w or k     m e t r i c s   i s s u e s   ( R aw an  A l m a j douba h )   4013   4.   S EC U R I TY   A N D   P R I V A C Y   T w o   e xt r e m e l y   de l i c a t e   s ub j e c t s   i n   a   W B A N   a r e   s e c ur i t y   a n d   p r i v a c y .   T h e   a b i l i t y   fo r   t h e   us e r   t go ve r t h e i o w n   d a t a   c o l l e c t i o a nd  d i s t ri b ut i o i s   w h a t   i s   m e a n t   by   pri v a c y ,   w h e r e a s   p r o t e c t i o a ga i n s t   b a i n t e n t   i s   w h a t   i s   m e a n t   by   s e c ur i t y .   P ri v a c y   a n s e c u r i t y   a r e   e s t a b l i s h e a ut o m a t i c a l l y   w h e da t a   i s   c r e a t e d,   pr o c e s s e d,   m o ve d,   o e v e n   ke pt .   T h e   h e a l t h   i n s u ra n c e   po r t a b i l i t y   a n d   a c c o un t a b i l i t y   a c t   (H IP A A i m po s e s   r u l e s   a nd  r e gu l a t i o n s   t o   gua ra nt e e   t h a t ,   i a   W B A N ,   e v e r y   de v i c e   t h a t   c u rr e n t l y   c o l l e c t s   us e p h y s i o l o gi c a l   da t a   i s   o ut f i t t e w i t h   s e c uri t y   m e a s ur e s   t o   pr e v e n t   m a l i c i o us   i n t e n t ,   i n c l ud i n g   t a m pe r i ng  a n u na u t h o ri z e a c c e s s .   O t h e Q o S   l i ke   d a t a   i nt e gri t y   a n d   t hr o ug h put   a r e   s e v e r e l y   c o n s t ra i n e d   by   t h i s   hi g l e v e l   o f   s e c ur i t y   a n m us t   b e   t a ke i nt o   a c c o un t   w h e de v e l o pi n a   s e c uri t y   a r c h i t e c t ur e   [13] ,   [ 20],   [67 ],   [81] ,   [82]   A na n t hi   a n d   J o s e   c a rri e o ut   a e xt e n s i v e   i n v e s t i ga t i o o f   t h e   W B A N   s e c ur i t y   i s s ue s   f o r   a ppl i c a t i o n s   r e l a t e t o   h e a l t h c a r e   [83] .   T o   i m p r o v e   s e c ur i t y   a n d   e xpe di t e   t h e   de pe nda b i l i t y   o f   t h e   W B A N ,   t h e   r e s e a r c h e r s   e x a m i n e a n d   e v a l ua t e v a ri o us   p r o c e dur e s   a n d   e v e n t s .   T h e   a ut h o r s   o f   t h i s   pa pe e xpl o r e a n d   e xpl a i n e t h e   f un d a m e nt a l s   o f   s e c ur i t y   a n s e c uri t y   m e a s ur e s   i W B A N s ,   i n c l udi ng  t h e i r   a ppl i c a t i o n s ,   c h a l l e n ge s ,   a n s o l ut i o n s .   T h e y   a l s o   p r e s e n t e t h e   o ut c o m e s   o f   v a r i o us   t e c hni que s   us e f o r   e nh a n c i ng  t h e   s e c ur i t y   of   W B A N s .   T h e   f i n di ngs   a n d   c o n c l us i o n s   o f   t h i s   s t u d y   i n d i c a t e d   t ha t   m e t h o ds   s uc a s   c l us t e ri n g   a n d   c h o o s i n e ff i c i e n t   r o ut e r   p r o t o c o l s   e nh a n c e   t h e   t hr o ug h p ut   a n l i f e s pa n   o f   t h e   n e t w o r s e c ur e l y   a n r e l i a b l y .   T h e   r e s e a r c h e r s   i n   t hi s   a rt i c l e   p r e s e nt e m e t h o ds   t o   e xt e n d   t he   l i f e   of   t h e   n e t w o r a nd   e nha n c e   t h e   s e c ur i t y   of  t h e   W B A N   t o   i m p r o v e   h i g h - s pe e d a t a   t ra n s m i s s i o n.   A l t h o ug t h e   a u t h o r s   d i d   n o t   di s c us s   t h e   i n f l ue n c e   o m e t a h e u r i s t i c   t e c hn i que s   a n d   a rt i f i c i a l   i n t e l l i ge n c e   a l go r i t hm s   o e nha n c i ng  t h e   c o n t r o l   pa ra m e t e r s ,   t h e i s t udy   w a s   l i m i t e d   i n   t ha t   i t   di d   n o t   a dd r e s s   t h e   o pt i m i z a t i o n   o f   n e t w o r qu a l i t y   a nd  e n e rgy   c o n s um pt i o n.       N um e r o us   s e c ur i t y   pr o t o t y pe s   fo r   W B A N s   h a v e   b e e n   o ut l i n e i n   t h e   l i t e ra t u r e .   H ow e ve r ,   de s pi t e   t h e s e   e ff o r t s ,   e n s u ri n g   t h e   s e c ur i t y   a n p ri v a c y   of   m e di c a l   da t a   i W B A N s   r e m a i n s   a   s i g ni f i c a nt   c h a l l e n ge .   A ddr e s s i n g   t h e s e   c ha l l e n ge s   n e c e s s i t a t e s   t h e   de v e l o pm e n t   o a pp r o pri a t e   m e c h a ni s m s ,   w h i c i s   c u rr e n t l y   t h e   fo c us   of   e xt e n s i v e   r e s e a r c h .   S e v e r a l   o pe n   i s s ue s   pe r s i s t   i t h i s   do m a i n,   i n c l ud i n g :   Ini t i a l l y ,   a s   W B A N s   be c o m e   m o r e   p e r v a s i v e ,   p a t i e nt   d a t a   s ha r i ng  w i l l   e xt e nd  t o   f a m i l y   m e m b e r s ,   do c t o r s ,   h o s pi t a l s ,   p h a rm a c i e s ,   a n d   o t h e s t a ke h o l de r s .   T hi s   n e c e s s i t a t e s   t h e   i m p l e m e n t a t i o o f   r o b us t   a nd  c o n s i s t e n t   po l i c y   s e t s   t o   s a f e gua r d   p a t i e nt   p r i v a c y   e ff e c t i v e l y .   S e c o n dl y ,   W B A N s   c o ul b e   s us c e pt i b l e   t o   a   ra n ge   o f   a t t a c ks .   A s   de s c r i b e i [8 4] ,   t h e s e   s e c ur i t y   t hr e a t s   a r e   c a t e go ri z e d   i nt o   t w o   t y pe s :   e xt e rna l   a t t a c ks   a n d   m i s b e h a v i o r.   E x t e rna l   a t t a c ks   c a t y pi c a l l y   b e   a dd r e s s e us i n g   t ra d i t i o n a l   s e c ur i t y   m e c h a ni s m s ,   w h e r e a s   m i s b e h a v i o a t t a c ks   p r e s e n t   a   m o r e   c o m pl e x   c ha l l e nge   r e qu i ri n g   f urt h e r e s e a r c a nd   s t udy .   T h i rdl y ,   a n o t h e r   c r i t i c a l   a s pe c t   r e qui ri n g   a t t e nt i o i s   t r us t   m a na ge m e n t .   T rus t   r e f l e c t s   t h e   l e v e l   o f   r e l i a b i l i t y ,   s a f e t y ,   a n d   de pe n da b i l i t y   of   a   n o de   w h e i nt e r a c t i ng  w i t h   o t h e r   n o de s .   R e c e n t   r e s e a r c h   o n   t rus t   m a na ge m e n t   f o r   W B A N s   i s   o ut l i n e i n   a   s u r v e y   pr o v i de by   [85] .   F o urt h l y ,   t h e   i m p l e m e nt a t i o o f   c o m pl e s e c ur i t y   m e c h a ni s m s   i W B A N s   d e m a n ds   a ddi t i o na l   po w e r   r e s o ur c e s .   A c h i e v i ng  a   b a l a n c e   b e t w e e n   v a ri o us   f a c t o r s   s uc h   a s   s e c uri t y ,   pow e r   c o n s um pt i o n ,   e ff i c i e n c y ,   a n p ra c t i c a l i t y   i s   c r uc i a l   f o r   t h e   w i de s pr e a a d o pt i o n   o f   m e di c a l   a ppl i c a t i o n s   i W B A N s .   F urt h e r e s e a r c h   i s   r e qu i r e t o   a d dr e s s   t hi s   c ha l l e n ge   e f fe c t i ve l y .   R e c e n t   a na l y s e s   r e ga rdi n g   s e c uri t y   a n d   p ri v a c y   i s s ue s   a r e   di s c us s e i t he   f o l l ow i n r e f e r e n c e s .   M o ga n e di   e t   al .   [86] pr e s e nt e r e s e a r c h   e l a b o r a t e s   o t h e   s e c uri t y   a nd  p ri v a c y   c ha l l e n ge s   a r i s i ng  f r o m   t h e   g r o w i n g   ut i l i z a t i o n   o t h e   i nt e rn e t   o f   t h i n gs   (Io T ).   F o l l o w i n t h e   e xa m i na t i o o f   e xi s t i n g   s o l ut i o n s   t a c kl i ng  t h e s e   c h a l l e n ge s ,   t h e   a ut h o r s   p r o po s e n ov e l   a pp r o a c h e s   t o   a dd r e s s   t h e   p r e v a i l i n i s s ue s .   A ddi t i o na l l y ,   M e h r j o u   e t   al .   [87] a n a l y z e Io T   s e c ur i t y ,   f oc us i n g   o po t e nt i a l   t hr e a t s ,   i de n t i f i c a t i o o f   c o un t e r m e a s u r e s ,   a n d   t h e i l i m i t a t i o n s .   A t t e nt i o i s   pa rt i c ul a rl y   pa i d   t o   t h e   s e c uri t y   m e c ha n i s m s   i nh e r e nt   i Io T   p r o t o c o l s .   I ng h a m   e t   al .   [88] e xa m i n e d   c o m m o a t t a c ks   t h a t   m a y   i m p a c t   Io T   de v i c e s   a n d   n e t w o r ks ,   a l o n g   w i t a e v a l u a t i o o f   t h e   s e c ur i t y   m e a s ur e s   i m p l e m e nt e i L o R a W A N   a n t h e i r   v u l n e ra b i l i t y   t o   c o m pr o m i s e .   M e a n w hi l e ,   B e a v e r s   [8 9]   e xpl o r e po t e n t i a l   t hr e a t s   t a rge t i n g   pa c e m a ke r s ,   a i m i ng  t o   de t e rm i n e   t h e   f e a s i b i l i t y   of   h a c ki n g   m o de rn  i n dus t ri a l   p a c e m a ke r   m o de l s .   E v e n   a f t e a   de c a de   o f   i n c r e di b l e   r e s e a r c h,   p r i v a c y   a nd   s e c uri t y   fo r   W B A N   r e m a i a   po pul a a r e a   o s t udy .   T o   c r e a t e   s a f e   W B A N   s y s t e m s ,   n um e r o us   c r y pt o gr a p h y   m e t h o ds   a nd  a l go r i t hm s   a r e   pu t   o ut   i n   s e v e r a l   l i t e r a t u r e   w o r ks .   H e r e   i s   a   l i s t   o f   s o m e   o f   t h e   m o s t   r e c e nt   r e s e a r c h   t ha t   i s   r e l e v a n t .     A   ra n do m   ke y   de pl oy m e n t   a pp r o a c h   i s   s ugge s t e by     D i   e t   al .   [90] .   I t hi s   a p p r o a c h,   d a t a   i s   s e n t   f r o m   n o de   t o   n o de   (v i a   a a d - h o c   w i r e l e s s   n e t w o r k),   p r o t e c t i n g   i t   a ga i n s t   c ra c ke r   a t t a c ks .   A   s a f e   p r o t o c o l   fo r   W B A N s   i s   pr o po s e by   L i   e t   a l .   [9 1] ,   i w hi c a   s e t   o f   n o de s   e s t a b l i s h e s   c o n f i de n c e   by   fo r m i n g   a a ut h e n t i c a t e d   g r o up  t h a t   c a a c c u r a t e l y   a s s o c i a t e   w i t t h e   i nt e nde p a t i e nt .   A   s e c ur e   p r o t o c o l   f o r   c o m m uni c a t i o i n s i de   a   W B A N   c a l l e t h e   p h y s i o l o gi c a l - s i gna l - b a s e ke y   a g r e e m e n t ,   o P S K A ,   i s   p r e s e nt e by   V e n ka t a s ub r a m a ni a e t   a l .   [9 2] .   W i t t h e   a c qui r e d   p h y s i o l o gi c a l   s i g na l s ,   P S K A   e na b l e s   n e a r by   s e n s o r s   i n   a   W B A N   t o   de c i de   o a   s h a r e d   c r y pt o gr a p hi c   ke y   i a a ut h o r i z e w a y   a n d   w i t h o ut   t h e   r e qu i r e m e nt   f o r   s t a r t u o de pl oy m e n t .   L i u   e t   a l .   i [93] ,   a   dy n a m i c   p a s s w o rd - b a s e a ut h e n t i c a t i o n   m e c ha n i s m   i s   s ugge s t e d.   T h e   s y s t e m   ge n e ra t e s   a   u n i que ,   p r i v a t e   pa s s w o r f o r   e a c l o gi us i ng  a   b e s p o ke   pa s s w o r c o m put a t i o n   t e c hn i q ue .   U s i n g   t w o   s e c ur e   p r o t o c o l s o n e   f o r   a ut h e nt i c a t i o a n d   a n o t h e f o r   r e - a ut h e n t i c a t i o n A l m u ha i de b   a n A l qud a i hi   [94]    p r e s e n t e a   l i g h t w e i g h t   t e c hni que   f o r   W B A N   a ut h e nt i c a t i o n   t h a t   p r e s e r v e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.