电离层作为近地空间环境中重要的组成部分，直接对广播、通信、定位和导航等活动产生着巨大的影响。非相干散射雷达(ISR)是地面探测电离层参数最有效的工具，因此，研究非相干散射雷达信号处理算法及其软件实现具有重要的实际意义。本文结合非相干散射雷达信号处理系统研制，深入研究了非相干散射雷达信号处理算法及软件实现。首先，分析了非相干散射雷达的探测原理及信号处理流程。结合模糊函数的概念，推导了电离层等离子体自相关函数的计算方法。然后，利用模糊函数和时延剖面矩阵，研究了长脉冲编码、巴克码和交替码(AC码)三种编码方式的信号处理算法，并对比了三种编码方式的优缺点。结合交替码的累加特性，重点探讨了交替码在整数阶时延和分数阶时延的解码方法，从而使交替码获得了更高的时延分辨率。根据项目要求，使用ADSPTS201S实现了非相干散射雷达信号处理算法，包括数字下变频、后检测滤波、自相关函数、功率剖面和功率谱的计算。同时，通过合理配置存储器和充分利用多运算块等方法优化了程序，提高了非相干散射雷达信号处理系统的运算速度。最后，通过实际测试，验证了系统的稳定性和实时性，并对实验结果进行了分析，验证了算法的正确性。