Eu tenho uma configuração semelhante com um DIR-300 conectado ao meu computador e outra coisa conectada à Internet (não tenho acesso físico a esse dispositivo).
O firmware do DIR-300 não faz isso, tanto quanto eu poderia dizer (e jdh nos diz), mas eu flashed com DD-WRT ( instruções , provavelmente anula qualquer tipo de garantia). Digite "dir-300" aqui para os arquivos.
Em seguida, a configuração foi bastante simples na interface da Web para configurá-lo como um cliente sem fio em vez de um ponto de acesso e preencher os detalhes da rede.
PS
A maneira em torno de você especificado foi o oposto do que eu tenho, mas as instruções piscando para o DIR-600 parecem ser aqui .