Set covering problems in radio network planning

In dieser Bachelorarbeit wird das Problem der Auswahl von Antennenstandorten für eine maximale räumliche Abdeckung in 5G-Funknetzen untersucht. Das Hauptziel besteht darin, eine effiziente Lösung für dieses kombinatorische Optimierungsproblem zu finden, indem es als Partial Set Covering Problem formuliert und gelöst wird. Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile: Der erste Teil bietet eine Einführung in die mathematischen Grundlagen des Partial Set Covering Problems, einschließlich Definitionen, Formulierung und Lösungsverfahren. Im zweiten Teil wird ein praktischer Ansatz zur Lösung dieses Problems präsentiert, wobei realen Instanzen für die Auswahl von Antennenstandorten analysiert werden. Hierbei werden zwei Hauptfragen untersucht: 1) Wie kann die gegebene Instanz in ein Partial Set Covering Problem umformuliert werden? 2) Wie kann dieses Problem mithilfe eines heuristischen Verfahrens, insbesondere des Simulated-Annealing-Algorithmus, gelöst werden? Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen dazu bei, fundierte Entscheidungen über den Aufbau von 5G-Netzen zu treffen und die Netzwerkabdeckung unter Berücksichtigung von Nebenbedingungen zu maximieren.This bachelor thesis examines the problem of selecting antenna sites for maximum spatial coverage in 5G radio networks. The main goal is to find an efficient solution to this combinatorial optimization problem by formulating and solving it as a partial set covering problem. The thesis is divided into two parts: The first part provides an introduction to the mathematical foundations of the Partial Set Covering Problem, including definitions, formulation and solution methods. In the second part, a practical approach to solve this problem is presented, analyzing real instances for antenna site selection. Two main questions are examined here: 1) How can the given instance be reformulated into a partial set covering problem? 2) How can this problem be solved using a heuristic method, in particular the simulated annealing algorithm? The results of this work help to make informed decisions about building 5G networks and to maximize network coverage considering constraints