La "forma tradicional" de interactuar con un módem celular (o módems Bluetooth, etc.) es a través de comandos AT (modelados a partir del conjunto de comandos AT original de Hayes desarrollado para módems telefónicos cuando se envía) a través de un UART que se ejecuta a 115200 baudios .
Ya que parece que desea enviar datos más rápido que eso, tendrá que aumentar la velocidad en baudios en el UART o elegir una interfaz diferente. He usado uno de los módems Sierra de la serie SL en el pasado. Mirando las hojas de datos de un par de módulos de Sierra, parece que solo puedes subirlos a 230 Kbaud o 921 Kbaud.
Otra opción es cambiar las interfaces. Sé que hay una secuencia de comandos AT para cambiar de la interfaz UART a la interfaz USB (y viceversa). Con USB, tendría una tasa de datos mucho más alta disponible (ya sea USB 2.0 Full Speed o High Speed). No tengo conocimiento de ningún comando AT que le permita cambiar la interfaz de control a las interfaces I2C o SPI. Creo que están reservados para su uso por el procesador en chip (algunos de los conjuntos de chips le permiten ejecutar su propio código en ellos).