分层调制(hierarchical modulation, HM)是一种根据发送信号的相对重要性对数据流进行不相等保护的关键技术。针对低密度奇偶校验(low-density parity-check, LDPC)信道编码的双向中继信道，提出了一种联合分层调制和比特交织编码调制(bit-interleaved coded modulation, BICM)的物理层网络编码(physical-layer network coding, PNC)方案(HM-BICM-PNC)。推导了HM-BICM-PNC的可达速率公式，并对目前主流的分层调制映射方案进行性能分析。理论分析和仿真结果表明，映射方式和星座优先级参数λ都会影响HM-BICM-PNC可达速率和误码率性能，在不同的优先级下需选取不同的星座映射来获取系统最优性能。