In this paper an improved adaptive energy efficient MAC (EEAWuR-MAC) protocol is proposed to handle emergency data transmission in internet of things wireless body area networks (WBANs) by incorporating the wake-up radio (WuR) mechanism. In WuR based WBANs a body node starts data transmission in an on-demand manner by sending a WuR-message (WuM). The WuR based MAC (WuR-MAC) protocols reduces the latency of data transmission and saves more energy in contrast to duty-cycling MAC protocols. Therefore, the superiority of WuR mechanism over duty-cycling shifts the trend towards WuR-MAC protocols. Furthermore, the investigation of emergency data (ED) handling mechanisms is still required at MAC layer. It is observed that inappropriately configuring the 802.15.4 MAC parameters may lead to performance deterioration in terms of energy efficiency and quality of service (QoS) such as throughput and delay. Therefore, a substantial modification in the existing IEEE 802.15.4 super-frame structure is essentially required for efficiently handling the ED transmission. The proposed protocol employs a modified superframe structure of IEEE 802.15.4 MAC, mainly designed for ultra-low power medical applications under normal and emergency traffic conditions concurrently without any interruption. A systematic analytical framework is developed to derive the mathematical expressions based on M/G/1/2 queuing model to evaluate the performance of proposed protocol in terms of throughput, delay and energy consumption and its validation is carried out using MATLAB simulation.

本文提出了一种改进的自适应节能MAC（EEAWuR-MAC）协议，通过结合唤醒无线电（WuR）机制来处理物联网无线体域网（WBAN）中的紧急数据传输。在基于WuR的WBAN中，主体节点通过发送WuR消息（WuM）以按需方式启动数据传输。与占空比MAC协议相比，基于WuR的MAC（WuR-MAC）协议减少了数据传输的延迟并节省了更多能量。因此，WuR机制相对于占空比的优越性将趋势转向了WuR-MAC协议。此外，在MAC层仍然需要研究紧急数据（ED）处理机制。可以看出，不适当地配置了802.15。4 MAC参数可能会导致能源效率和服务质量（QoS）（例如吞吐量和延迟）方面的性能下降。因此，为了有效地处理ED传输，本质上需要对现有IEEE 802.15.4超帧结构进行实质性修改。拟议的协议采用IEEE 802.15.4 MAC的修改超帧结构，主要针对正常和紧急流量情况下的超低功耗医疗应用同时设计而不会受到任何干扰。开发了一个系统的分析框架，以基于M / G / 1/2排队模型导出数学表达式，以评估所提出协议的吞吐量，延迟和能耗方面的性能，并使用MATLAB仿真进行了验证。因此，为了有效地处理ED传输，本质上需要对现有IEEE 802.15.4超帧结构进行实质性修改。拟议的协议采用IEEE 802.15.4 MAC的修改超帧结构，主要针对正常和紧急流量情况下的超低功耗医疗应用同时设计而不会受到任何干扰。开发了一个系统的分析框架，以基于M / G / 1/2排队模型导出数学表达式，以评估所提出协议的吞吐量，延迟和能耗方面的性能，并使用MATLAB仿真进行了验证。因此，为了有效地处理ED传输，本质上需要对现有IEEE 802.15.4超帧结构进行实质性修改。拟议的协议采用IEEE 802.15.4 MAC的修改超帧结构，主要针对正常和紧急流量情况下的超低功耗医疗应用同时设计而不会受到任何干扰。开发了一个系统的分析框架，以基于M / G / 1/2排队模型来推导数学表达式，以评估所提出协议在吞吐量，延迟和能耗方面的性能，并使用MATLAB仿真对其进行了验证。拟议的协议采用IEEE 802.15.4 MAC的修改超帧结构，主要针对正常和紧急流量情况下的超低功耗医疗应用同时设计而不会受到任何干扰。开发了一个系统的分析框架，以基于M / G / 1/2排队模型导出数学表达式，以评估所提出协议的吞吐量，延迟和能耗方面的性能，并使用MATLAB仿真进行了验证。拟议的协议采用IEEE 802.15.4 MAC的修改超帧结构，主要针对正常和紧急流量情况下的超低功耗医疗应用同时设计而不会受到任何干扰。开发了一个系统的分析框架，以基于M / G / 1/2排队模型来推导数学表达式，以评估所提出协议在吞吐量，延迟和能耗方面的性能，并使用MATLAB仿真对其进行了验证。