Phần này thảo luận một số đòi hỏi quan trọng trong việc thiết kế giao thức định tuyến trong mạng không dây mesh. Với một kiến trúc điển hình của mạng không dây mesh. Tại tầng trên cùng là các Internet gateway được kết nối có dây với Internet. Chúng tạo thành cơ sở hạ tầng xương sống cung cấp kết nối Internet cho các phần tử ở tầng thứ hai. Các đối tượng ở lớp thứ hai được gọi là các mesh router không dây (bộ định tuyến lưới không dây) loại bỏ sự cần thiết của hạ tầng có dây tại các mesh router và chuyển tiếp lưu lượng của chúng dưới dạng đa hop hướng đến Internet gateway. Tầng thấp nhất là các người dùng lưới (mesh client) là các thiết bị và người dùng không dây. Kết nối Internet và các truyền thông ngang hàng trong mạng lưới là hai ứng dụng quan trọng cho mạng không dây mesh. Vì thế, thiết kế một giao thức định tuyến hiệu quả và chi phí thấp tránh được các tuyến đường không đáng tin cậy và ước tính chính xác được độ trễ đầu cuối của lưu lượng dọc theo tuyến đường từ nguồn đến đích là vấn đề cốt lõi. Một số đòi hỏi trong việc thiết kế giao thức cho mạng không dây mesh là:
mạng không dây mesh, các nút nhận thông báo quảng bá đưa ra các vùng xám (gray zones). Trong các vùng này, các thông báo dữ liệu không thể trao đổi thông qua thông báo hello đến các nút lân cận. Điều này dẫn đến sự gián đoạn trong giao tiếp (truyền thông) giữa các nút. Khi các giao thức định tuyến như AODV và WMR chuyển tiếp các gói tin điều khiển giống như RREQ, các giao thức này không đáng tin cậy khi ước lượng chất lượng các kết nối không dây. Do vấn đề truyền thông vùng xám, các nút có thể gửi và nhận dữ liệu hai chiều các gói tin RREQ đôi khi không thể gửi và nhận các gói tin dữ liệu (ở tỉ lệ lớn). Các liên kết dễ đứt gãy này sẽ kích hoạt việc sửa chữa kết nối dẫn đến chi phí kiểm soát sẽ cao.
Ước tính độ trễ đầu cuối: Một vấn đề quan trọng của giao thức định tuyến là ước lượng độ trễ đầu cuối. Các giao thức hiện thời ước lượng độ trễ đầu cuối bằng cách đo thời gian từ các gói tin yêu cầu định tuyến (RREQ) và các giói tin trả lời định tuyến (RREP) dọc theo con đường đã chọn. Tuy nhiên, các gói tin yêu cầu định tuyến và trả lời định tuyến là khác nhau với các dữ liệu thông thường và vì thế chúng không hứa hẹn tìm ra mức độ trễ và việc mất gói tin giống nhau. Điều này quan sát được thông qua việc mô phỏng qua đó việc ước lượng dựa trên trả lời định tuyến (RREP) đánh giá quá cao trong khi ước lượng dựa trên việc đếm số hop đánh giá quá thấp về thực tế trễ của các gói tin dữ liệu. Lý do của sự sai lệch đáng kể này là việc ước lượng dựa trên trả lời định tuyến so với thực tế đầu cuối là việc nhiễu (giao thoa) tín hiệu. Các gói tin yêu cầu định tuyến bị tràn trên mạng dẫn đến việc bùng nổ lưu lượng. Lưu lượng lớn là nguyên nhân của trộn lẫn các dòng nhiễu trên đường truyền. Các gói dữ liệu truyền đơn hướng không gây nên các sự kiện như vậy. Thêm vào đó, khi dòng dữ liệu di chuyển dọc theo đường định tuyến, do tính chất phát sóng của các kết nối không dây, các gói tin khác nhau trên cùng một luồng sẽ gây nhiễu lẫn nhau dẫn đến việc chậm trễ từng gói tin. Khi các gói tin điều khiển không chịu đựng được việc trễ từng gói tin, việc ước lượng dựa trên trễ gói tin điều khiển lệch nhiều so với việc trễ gói tin dữ liệu thực tế.
Giảm chi phí điều khiển: từ khi hiệu quả băng thông của các kênh truyền không dây thay đổi liên tục, việc giảm thiểu chi phí điều khiển là rất quan trọng nhằm tối đa thông lượng trên mạng. Các giao thức bị động AODV và DSR sử dụng việc phát tràn các gói tin yêu cầu định tuyến cho việc khám phá tuyến đường. Việc này tiêu thụ một tỷ lệ cao băng thông mạng và làm suy giảm hiệu quả thông lượng. Một thách thức quan trọng trong việc thiết kế giao thức định tuyến cho mạng không dây mesh là tối ưu truyền thông và tính toán chi phí của thông báo điều khiển để băng thông của các kênh không dây có thể được dùng cho các ứng dụng một cách hiệu quả nhất có thể. Các vấn đề về bảo mật và riêng tư mang lại sự phức tạp khác. Mục đích của người thiết kế giao thức là thiết kế khuôn khổ bảo mật theo cách bao hàm cả việc tính toán tối thiểu chi phí và truyền thông.