Ich glaub, gleiches Subnetz und Reichweitenverlängerung setzt zwingend WDS voraus.
Und bei WDS funktioniert WPA und WPA2 nur, wenn der Chipsatz im Router und Repeater vom gleichen Hersteller stammt, weil da jeder sein eignes Süppchen kocht.
Repeater mit verschiedenen Subnets und einer eigenen SSID mit WPA2 hab ich mit einem Asus RT-N16 und einem Linksys E2000 zum laufen gekriegt. Notabene war aber auf beiden Geräten DD-WRT installiert.
Ich würd versuchen, den Chipsatz deines Routers rauszufinden und dann einen billigen mit einem Chipsatz des gleichen Herstellers kaufen (Broadcom, Atheros, Ralink). Dann mit DD-WRT flashen und dein Glück versuchen.