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2～3年前からの無線LANはワンプッシュで繋がるように規格が決まっています。
WPSと呼ばれていますし、本体のランプ部分にもその名称で記載してある場合が多いです。
その規格のおかげで、他社の無線LANでも繋がるようになっています。
そしてWDSでも他社製品でも繋がります。
ただ、他社製品はあまり検証しないので、説明書等には記載しないのがほとんどです。

さて、本題ですが。
「Atermの『PA-WR8165N-ST』」は中継用に切り替えるとランプが緑色からオレンジ色にかわります。
中央のランプとAirランプがオレンジ色になっていれば、親機(他社製)とPA-WR8165N-STは接続完了です。
中継の位置で電源を入れれば準備OKです。

子機は先に親機とWPSで繋げておきます。
その後PA-WR8165N-STをWPSで親機と繋げます。

で、インターネットに繋げるわけですが。
ここで問題が発生するはずです。
子機は、親機とPA-WR8165N-STからの信号に混乱します。
なぜなら、SSIDが同じだからです。
同じSSIDから交互に信号が来るので、子機は不安定になり、ネットにつながりません。
なので、もしPA-WR8165N-STを2台用意しても結果は同じです。

さて、ここからは実験です。
中継機にしたPA-WR8165N-STは設定が変えられません。
親機であるLAN-W300N/Pの設定でチャンネルを変えてみてください。
APではなくルーターならIPアドレスで設定画面に入れると思います。
詳しくはここで
http://www.logitec.co.jp/down/soft/wlan/lanw300np.html

これで行けるはずです。

そもそも
＞WR8165NがWi-Fi（無線LAN）中継機として使用できる無線LAN親機は、2010年10月以降に発売されたAterm親機となります。
と注意書きされていますが・・・・。

それが理由かどうかは別にして、『PA-WR8165N-ST』がジャマをしていると言うより、親機側の状態の問題なのでは？

それから、何がどう繋がっているのか明確にしろ。

http://www.aterm.jp/function/wr8165n/guide/model/wr8165n/n/guide/list/listrelay_f.html

親機になれる機種が書いてありますけど読んでいますか？


＞Wi-Fi中継機としてご使用になる場合の機能一覧です。
＞親機一覧・・・・・・

WDSはメーカが違うとふつうできない、ECなら出来る