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任何通信系统的终端在开机的时候都需要与网络进行同步，同步是为了更准确地获取网络消息，开机时的同步指的一般是下行同步，下行同步涉及两个流程—频率同步和时间同步，一般先有频率同步，再有时间同步。
LTE的终端在频率同步时候采取 100kHz 精度的方式步进搜索，先确认中间部署主同步信号（Primary Synchronization Signal，PSS）的6个PRB的位置，再计算出中心频率。举例计算一下，band41 对应的中心频率范围是 2496～2689.9MHz，跨度 193.9MHz。每一个在 band41 内可设置的中心频率都是以2496MHz作为设置起点，并以100kHz整数倍作为间隔的方式进行设置，因此100kHz作为栅格基本精度扫描，恰恰对应上了每一个可能被设置的中心频点。
如何确认中间部署的6个PRB呢？协议上并没有进行规范。这里可能取决于芯片厂家的实现。一种可能的解决方案是以100kHz作为锁频步长，1.08MHz作为基本窗长，这样每步进一次，就做一次基于已知PSS序列的相关，这样的好处是可以直接进行精细同步，准确确定中心频点的位置，但是劣势也是显而易见的，采取这种方式芯片进行处理对于计算的代价太大，效率太低，从而可能初次开机时间拉长很多，同时涉及全频段全制式搜索，需要芯片具备不同的相关窗长，无形中增加了芯片的代价。另一种可能的解决方案是，每隔100kHz的步进就进行一次探测（其实就是尝试捕获一下能量脉冲），以 Band41的 D1频段举例，D1频段范围为2575～2595MHz，中心频点2585MHz，那么终端在首次开机，假设以Band41作为起始搜索频段，从起始频点2496MHz开始，搜完6个PRB最多需要探测脉冲[(2585MHz-2496MHz）/0.1MHz]+1=891次，过程中，如果出现了连续11次捕获脉冲呈现[01111011110]这种模式，则可以认为基本捕获了中间6个PRB的位置，同时也确定了中心频点，接下来就可以根据芯片预先存储的PSS序列与接收到的序列做相关，这样不但可以精准确认中心频率，同时也获取了实际的PSS码，同时也确定了后续参考信号（Reference Signal，RS）的位置，频率同步阶段至此就完成了。
NB-IoT的传输带宽为180kHz，在与LTE频谱共存的时候存在三种部署模式，分别为独立模式（Stand-alone）、带内模式（In-band）和保护带模式（Guard-band），三种组网模式如图 1-17 所示。当 UE 开机搜寻 NB-IoT 载频时，并不知道具体部署在哪里，也不知道采取以上三种模式的哪一种部署。
为了解决终端零中频接收导致的本振泄漏问题，NB-IoT 组网中采取独立模式/保护带模式/带内模式（不同 PCI）与带内模式，相同物理小区标识（Physical Cell Identifier，PCI）的下行OFDM符号频率偏置是不一样的，独立模式部署/保护带模式/带内模式（不同PCI）采取错频1/2子载波间隔（7.5kHz）的方式进行调制发射。而带内模式（相同PCI）则需严格与LTE子载波保持正交，同时基于LTE系统的中心子载波进行必要的频率错位，这种错位UE事先不得而知，主要取决于网络侧的配置。而网络侧配置需要考虑两方面的因素：一是不能与 LTE 系统的 PSS/SSS 冲突，SSS 即辅同步信号（Secondary Synchronization Signal），这意味着不能配置在中间6个PRB位置；另一方面需要考虑是否能够被UE开机扫频搜索到。类似于LTE终端开机搜网过程，NB-IoT终端也采取 100kHz 栅格扫频步进的方式尝试捕获 NB-IoT的锚定载波中心频点。理论上，NB-IoT也可以选择上述两种 LTE频率同步解决方案进行开机同步，不过第二种方案相比第一种方案而言理论上有一定的劣势，因为 NB-IoT的传输带宽与 100kHz 太接近，很难采取特定采样图的方式确定频域位置。最直接的方式就是采取 180kHz 频率同步窗、100kHz 步进的方式，即第一种开机搜网方案。针对UE的这种搜索方式，NB-IoT如果采取带内部署模式，需要配置在特定的一些 PRB 上，满足搜索频宽恰好是 100kHz的整数倍。以带宽为10MHz的LTE为例，NB-IoT可以被配置在第4、9、14、19、30、35、40、45 PRB上。
图1-17 NB-IoT与LTE的三种组网共存模式（In-band/Guard-band/Stand-alone）
下行同步不仅涉及频域同步过程，还有时域同步过程。时域同步主要体现在解码PSS与SSS信号获取确定的时间位置。由于LTE/NB-IoT的PSS配置在特定子帧上，故锁定LTE或者NB-IoT的PSS也可以采取两种方式：
1）频域与时域异步搜索方式，即首先通过步进100kHz初始锁定频域（频域卷积），在时域滚动采样，满足一个无线帧周期之后再步进锁频下一个100kHz，依此方式循环直到成功解码出PSS。
2）频域与时域同步搜索方式，即通过步进100kHz进行初始锁定频域（频域卷积），在下一个子帧间隔后继续进行频域步进。
从以上可选的两种时、频域同步方式可以看出，频域同步和时域同步过程不是完全割裂的，而是有机地结合在一起。至于芯片具体采取哪种方式进行同步处理，取决于具体实现，以同步效率优先为准则。
值得注意的一点是，由于LTE的下行DC子载波的存在（LTE在DC子载波不传输数据是为了解决零中频接收带来的本振泄漏），NB-IoT部署在LTE高位 PRB（图 1-17 中 LTE 中心频点的右侧）的中心频点，与以 100kHz 进行步进锁频的预期位置有 2.5kHz的频偏，故协议规定针对 10MHz 和 20MHz 带宽LTE系统，以带内模式（In-band）进行NB-IoT部署的中心频点与100kHz栅格精度可以偏差 2.5kHz；而对于 3MHz、5MHz 和 15MHz 带宽的 LTE 系统，以带内模式进行 NB-IoT 部署的中心频点与 100kHz 栅格精度可以偏差 7.5kHz（1.4MHz的LTE无法进行NB-IoT的带内部署），这意味着终端在100kHz锁频过程中，每次需要尝试轮询 5 组栅格偏置以正确锁定频率，分别为{-7.5kHz,-2.5kHz, 0kHz, 2.5kHz, 7.5kHz}，详见表1-4。
表1-4 LTE小区参考信号（CRS）指示与NB-IoT频域位置和栅格映射
当UE成功进行下行同步并且成功解码MIB-NB中的operationModeInfo参数指示与 LTE 是 Inband-SamePCI 共存模式后，UE 需要进一步获取 eutra-CRS-SequenceInfo参数，通过表1-4中的定义映射关系，UE可以获知NB-IoT在频域中占用LTE的PRB位置（
）以及具体频率偏置，从而可以进行基于OFDM调制传输下行数据的正确解调（参见1.2.1节关于下行基于OFDM调制的时域连续信号计算公式）。