La unica forma es enviando con dos frames diferentes, ya que aunque usaras AJAX, necesitarias tener los dos procesos en paralelos, y esto por lo que tu mismo especificaste, al tener los dos whiles trabajando nunca se va a pasar al otro while, por lo que este tiene que existir en otro proceso.
Desgracidamente / afortunadamente PHP no soporta threads como Java, por lo que vas a tener que usar la tecnica de dos frames concurrentes.
Saludos
