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Inferencia de CNN Acelerada por GPU para Enrutamiento Basado en DQN a Bordo en Redes de Satélites LEO Dinámicas

Autores: Yu, Changgeun; Kim, Daeyeon; Lee, Heoncheol; Han, Myonghun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Inferencia de CNN Acelerada por GPU para Enrutamiento Basado en DQN a Bordo en Redes de Satélites LEO Dinámicas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Papel
Inferencia
Algoritmos de enrutamiento basados en IA
Redes de satélites LEO dinámicas
Método de aceleración basado en GPU
Algoritmo de enrutamiento basado en Dueling DQN

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento aborda el problema de la inferencia a bordo para algoritmos de enrutamiento basados en IA en redes de satélites LEO (Órbita Baja de la Tierra) dinámicas. En las redes LEO dinámicas, es esencial mantener el rendimiento de la comunicación a través de topologías variables, considerando las desconexiones de enlace y superando las limitaciones computacionales para la inferencia en tiempo real en placas embebidas. Este documento propone un método de aceleración de inferencia basado en GPU para reducir el tiempo de computación requerido para la inferencia a bordo en tiempo real de un algoritmo de enrutamiento basado en Dueling DQN (Redes Neuronales Profundas Q) en redes de satélites LEO dinámicas. El enfoque se compone de gestión de memoria, operaciones de bajo nivel y métodos de indexación eficientes, que en conjunto mejoran la eficiencia computacional. Como resultado, el método propuesto logra una inferencia aproximadamente 2.4 veces más rápida en comparación con los enfoques convencionales basados en CPU. Además, el análisis del rendimiento del núcleo revela que el método propuesto alcanza el 10% del rendimiento computacional máximo y el 20% del rendimiento de memoria máximo. Esto demuestra la compatibilidad del método propuesto para su integración con aplicaciones adicionales en los sistemas de multitarea de los satélites LEO.

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