¿Puede un teléfono Android conectarse a la red de datos WiFi y móvil al mismo tiempo?

Multipath TCP es una tecnología relativamente nueva que permite a un dispositivo utilizar múltiples conexiones de red para la misma conexión lógica TCP. Se utiliza para que los teléfonos móviles utilicen al mismo tiempo conexiones WiFi y de datos móviles para reducir el tiempo de recuperación de los datos.

No estoy seguro de que los teléfonos Android soporten actualmente el TCP multipath.

Sin TCP multitrayecto, una conexión TCP debe estar o bien en WiFi o en la conexión de datos móviles, pero no en ambas. Depende del sistema operativo decidir cómo asignar estas conexiones. Creo que la decisión estándar de Android es usar WiFi si está disponible (y quizás con suficiente intensidad de señal) para minimizar el coste en los planes de datos medidos.

No estoy seguro de tu teléfono, pero el Samsung Galaxy S5 puede hacerlo. Ofrece la capacidad de "Download Booster" que se conecta a una red de datos Wifi y móvil simultáneamente mientras descarga un archivo.

En Android 6.0 Marshmallow o posterior, hay una opción para desarrolladores.

Para las versiones anteriores, algo como esto debería funcionar. Los números de los métodos son específicos de la versión de Android y estos deberían funcionar para Android 4.4 KitKat:

#!/system/bin/sh

radioM=20
mobileDataM=27
wlanIface=wlan0

## turn on radio
service call phone $radioM i32 1
## turn on mobile data
service call phone $mobiledataM

## set mobile data as preferred network
service call connectivity $preferredNetworkM i32 0

## wait for mobile data to connect
while [ -z "$(ip a | grep ccmni | grep inet)" ]; do sleep 1; done

## reup wifi
ifconfig $wlanIface up
## enable network bypassing android service
echo enable_network 0 | wpa_cli -p /data/misc/wifi/sockets/ -i $wlanIface

La app Speedify parece funcionar para este propósito, y de forma gratuita si no usas muchos datos: http://speedify.com/

Resulta que tengo un Kyocera Hydro Icon, y acabo de probarlo en 4.4.2, y parece que permite a mi teléfono conectarse y transmitir audio desde mi punto de acceso WiFi únicamente cuando está configurado como un servidor de tarjeta microSD (es decir, no está conectado a Internet), y seguir accediendo a los datos a través del 4G/3G de mi teléfono.