La opción de "compartir Internet" que puedes encontrar en las propiedades de la interfaz de red, realiza una función de "Cone NAT" aunque la dirección IP externa no sea una IP pública.
support.microsoft.com/hub/4338813/windows-help
Obviamente necesitas 2 tarjetas de red. En ese momento, el equipo se convierte en un router que actúa como servidor DHCP, relay de DNS y puerta de enlace para la nueva red.
La nueva subred creada por ICS en Windows 7, por lo que he leído (no he probado) es la 192.168.137.0/24 con lo que es difícil que coincidan los direccionamientos con una red 192.168.137.0 previa.
Repito lo que dije en el primer renglón: es un "Cone NAT Many-to-One".